地球最神秘光線：極光
攝影師用針孔相機(jī)拍下半年間太陽(yáng)移動(dòng)軌跡
據(jù)英國(guó)《每日郵報(bào)》報(bào)道，2008年12月末，拉脫維亞的斯伽爾達(dá)(Sigulda)市上空出現(xiàn)神秘的彩色光柱�，F(xiàn)在這些光柱的照片已經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)上引發(fā)了一場(chǎng)激烈爭(zhēng)論。
上月末，設(shè)計(jì)師艾格爾·特魯西斯(AigarTruhins)用一架標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)碼照相機(jī)拍下了這些光柱的照片，并隨后將照片刊登在網(wǎng)上，一時(shí)之間，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)爆發(fā)了一場(chǎng)激烈的業(yè)余天文學(xué)家大討論。特魯西斯說(shuō)：“我的兒子大叫‘外星人來(lái)了！’，從表面上，好像的確是這樣。”
但專(zhuān)家們卻給出了一個(gè)更為乏味的解釋?zhuān)贿^(guò)是空氣中的冰晶作怪。斯伽爾達(dá)上空溫度極低，空氣中充斥著大量懸浮的冰晶。據(jù)信，神秘光柱是明亮的街燈以及地面上的其它燈發(fā)出的燈光被反射后形成的——光柱重新將光線帶回地面。最近幾周寒流來(lái)襲，歐洲上空經(jīng)常出現(xiàn)類(lèi)似的自然現(xiàn)象。
空間天氣網(wǎng)(spaceweather.com)的科學(xué)家表示：“特魯西斯的光柱并非常見(jiàn)類(lèi)型。就連著名大氣光學(xué)專(zhuān)家也無(wú)法給出一個(gè)確切解釋。這些光柱有些神秘，擁有令人莫名其妙的外形——頂部彎曲，底部呈曲線弧狀。照片中展現(xiàn)的罕見(jiàn)的弧應(yīng)該來(lái)自柱晶，它們賦予光柱常見(jiàn)的暈切弧、謎一般的Moilanan弧以及最近發(fā)現(xiàn)的反射的彩暈弧。我們無(wú)法給出一個(gè)令人滿意的答案，還需在寒冷的夜晚拍攝更多照片。
拉脫維亞出現(xiàn)不明彩色光柱
拉脫維亞出現(xiàn)不明彩色光柱
據(jù)《新科學(xué)家》網(wǎng)2月6日?qǐng)?bào)道一股巨大的極光爆發(fā)撞擊著地球的磁屏蔽，耀眼的光芒照亮了南北極的夜空，這就是極光亞暴，這些極光亞暴是怎樣發(fā)生的一直是個(gè)謎。到目前為止，沒(méi)有人能解釋極光是怎么產(chǎn)生的，是什么力量能夠產(chǎn)生如此巨大的能量從而呈現(xiàn)如此壯觀的景象。
最近，美國(guó)航天局最新人造衛(wèi)星探測(cè)數(shù)據(jù)揭開(kāi)了地球最神秘的光線--極光的強(qiáng)大力量。這種衛(wèi)星不僅讓我們了解到宇宙中最神奇的物質(zhì)，而且還有助于預(yù)測(cè)宇宙空間中可能會(huì)危及衛(wèi)星和航天員安全的太空天氣變化。
在地球南北兩極附近地區(qū)的高空，夜間常會(huì)出現(xiàn)燦爛美麗的光輝。它輕盈地飄蕩，同時(shí)忽暗忽明，發(fā)出紅的、藍(lán)的、綠的、紫的光芒，這種壯麗動(dòng)人的景象就叫做極光。一直以來(lái)，神奇極光吸引著人類(lèi)不懈探索，人們?cè)噲D解釋它們的成因。伽利略解釋極光是由反射從地球上上升蒸氣的太陽(yáng)光，而笛卡爾認(rèn)為是反射在冰晶上的太陽(yáng)光。到17世紀(jì)后期，埃德蒙-哈雷（EdmondHalley）是第一個(gè)正確將極光與地球磁場(chǎng)聯(lián)系起來(lái)的人。但直到20世紀(jì)50年代，科學(xué)家證實(shí)，極光是由地球磁場(chǎng)的電子游離到高層大氣中形成漏斗狀而產(chǎn)生的。
極光，亞暴和更惡劣的太空天氣都起源于太陽(yáng)風(fēng)--一種稀薄的由太陽(yáng)散發(fā)出來(lái)的帶電熱氣體，接觸到地球磁場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生電流。磁風(fēng)暴以每小時(shí)160萬(wàn)千米的速度在地球上空猛刮，但因?yàn)榫嚯x遙遠(yuǎn)，地球上的我們只感覺(jué)像一陣陣微風(fēng)。太陽(yáng)風(fēng)在地球磁場(chǎng)的某一區(qū)域內(nèi)相對(duì)要平靜的多，這一區(qū)域叫做磁氣圈，當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)吹過(guò)地球，因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)受到推力會(huì)擴(kuò)散開(kāi)去從而保護(hù)了地球處于夜晚的一面，就像我們的頭發(fā)在空中被風(fēng)吹一樣。
雖然大部分時(shí)候會(huì)得到保護(hù)，有時(shí)太陽(yáng)風(fēng)也會(huì)連續(xù)猛吹攪動(dòng)磁氣圈，激起很多高能量帶電粒子飛向天空。從而產(chǎn)生像氖氣管一樣的亮光，帶電粒子遇到氧原子，綠色的光像一個(gè)帷幕慢慢移動(dòng)，這樣就在地球極地產(chǎn)生了極光。極光通常比較微弱�？柤永锎髮W(xué)的埃里克-多諾萬(wàn)（EricDonovan）說(shuō)：“人們往往沒(méi)有意識(shí)到有極光，只是天空因?yàn)槌霈F(xiàn)亮光看上去有點(diǎn)奇特而已。”
當(dāng)亞暴的風(fēng)浪侵入磁氣圈，釋放百萬(wàn)噸的能量，其影響將會(huì)很巨大。磁場(chǎng)的電流進(jìn)入天空，循環(huán)瘋狂鞭打，極光就會(huì)光芒四射，五彩繽紛，照亮整個(gè)天空達(dá)10至15分鐘之久，來(lái)自氧氣中的紅色和綠色有及來(lái)自氮?dú)庵械乃{(lán)色讓天空五彩繽紛，令人振奮。多諾萬(wàn)說(shuō)：“不過(guò)亮度增加千百倍的情況很少見(jiàn)。微弱的極光弧和耀眼的極光之間的區(qū)別我們已經(jīng)知道了，主要是因?yàn)樘?yáng)風(fēng)吹到磁場(chǎng)的方向不同。有時(shí)太陽(yáng)風(fēng)吹到磁場(chǎng)周?chē)蛢蓸O，兩極磁場(chǎng)就會(huì)連起來(lái)，強(qiáng)大的能量使磁氣圈發(fā)生風(fēng)暴。但目前還不清楚產(chǎn)生的原因。
由日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)發(fā)射的磁尾衛(wèi)星(Geotail)幫助我們更好地認(rèn)識(shí)亞暴和極光等現(xiàn)象。自從1992年以來(lái)，磁尾衛(wèi)星被定位在地磁場(chǎng)的一端，研究它和太陽(yáng)風(fēng)的相互作用。但是，一個(gè)單一的航天器只能觀測(cè)到一點(diǎn)，不能對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)、快速變化的整個(gè)磁氣圈拍出大而清晰的圖片。
在2007年2月，為了擴(kuò)大觀測(cè)范圍，美國(guó)航天局發(fā)射了一套名為“西彌斯”的衛(wèi)星系統(tǒng)，共由5顆小衛(wèi)星組成。用于發(fā)生亞暴時(shí)拍攝錄像及圖片。這五個(gè)小小的衛(wèi)星運(yùn)行在地球的軌道上，每一個(gè)跟蹤一個(gè)路徑，以便在磁氣圈發(fā)生異常情況時(shí)觀測(cè)到，專(zhuān)家能及時(shí)地處理。3個(gè)月后，一場(chǎng)亞暴剛發(fā)生時(shí)，西彌斯就觀測(cè)到了。西彌斯處于絕佳的位置，能夠觀測(cè)太陽(yáng)風(fēng)怎樣將能量帶入磁氣圈引發(fā)亞暴。
西彌斯觀測(cè)到當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)接近磁氣圈時(shí)地球磁場(chǎng)的變化。膨脹隆起的磁場(chǎng)沿著地界線擴(kuò)散開(kāi)去，一直到地球夜間的一面。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為“磁繩”，有些專(zhuān)家認(rèn)為它與亞暴有關(guān)。磁繩將太陽(yáng)風(fēng)磁場(chǎng)與磁氣圈相連，使二者互相纏繞。隨著越來(lái)越多的磁繩形成，地球白天的一面就會(huì)失去越來(lái)越多的磁場(chǎng)。加州大學(xué)的瓦西利斯-安哲羅普洛斯（VassilisAngelopoulos）說(shuō)：“但并不會(huì)持續(xù)很久。”
有兩種說(shuō)法支持以上觀點(diǎn)，一種說(shuō)法認(rèn)為推力來(lái)自磁氣圈上空6萬(wàn)米處的強(qiáng)大電流，地磁場(chǎng)就像發(fā)電機(jī)一樣推動(dòng)電流；另一種說(shuō)法是推力來(lái)自狐尾，在磁場(chǎng)的作用下，狐尾越縮越緊。在縮緊的彗尾中心，磁場(chǎng)會(huì)指向相反的方向，一股流向北極，一股流向南極。這些場(chǎng)力線被太陽(yáng)風(fēng)壓縮或拉伸，兩種相反的磁場(chǎng)自然相連，將狐尾切成兩半引發(fā)亞暴。
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