NASA最新人造卫星揭开地球最神秘光线——极光

PROTON

NASA最新人造卫星揭开地球最神秘光线——极光
  

地球最神秘光线：极光
     据《新科学家》网2月6日报道 一股巨大的极光爆发撞击着地球的磁屏蔽，耀眼的光芒照亮了南北极的夜空，这就是极光亚暴，这些极光亚暴是怎样发生的一直是个谜。到目前为止，没有人能解释极光是怎么产生的，是什么力量能够产生如此巨大的能量从而呈现如此壮观的景象。

    最近，美国航天局最新人造卫星探测数据揭开了地球最神秘的光线--极光的强大力量。这种卫星不仅让我们了解到宇宙中最神奇的物质，而且还有助于预测宇宙空间中可能会危及卫星和航天员安全的太空天气变化。

    在地球南北两极附近地区的高空，夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡，同时忽暗忽明，发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒，这种壮丽动人的景象就叫做极光。一直以来，神奇极光吸引着人类不懈探索，人们试图解释它们的成因。伽利略解释极光是由反射从地球上上升蒸气的太阳光，而笛卡尔认为是反射在冰晶上的太阳光。到17世纪后期，埃德蒙-哈雷（Edmond Halley ）是第一个正确将极光与地球磁场联系起来的人。但直到20世纪50年代，科学家证实，极光是由地球磁场的电子游离到高层大气中形成漏斗状而产生的。

    极光，亚暴和更恶劣的太空天气都起源于太阳风--一种稀薄的由太阳散发出来的带电热气体，接触到地球磁场会产生电流。磁风暴以每小时160万千米的速度在地球上空猛刮，但因为距离遥远，地球上的我们只感觉像一阵阵微风。太阳风在地球磁场的某一区域内相对要平静的多，这一区域叫做磁气圈，当太阳风吹过地球，因为地球磁场受到推力会扩散开去从而保护了地球处于夜晚的一面，就像我们的头发在空中被风吹一样。

虽然大部分时候会得到保护，有时太阳风也会连续猛吹搅动磁气圈，激起很多高能量带电粒子飞向天空。从而产生像氖气管一样的亮光，带电粒子遇到氧原子，绿色的光像一个帷幕慢慢移动，这样就在地球极地产生了极光。极光通常比较微弱。卡尔加里大学的埃里克-多诺万（Eric Donovan ）说：“人们往往没有意识到有极光，只是天空因为出现亮光看上去有点奇特而已。”

　　当亚暴的风浪侵入磁气圈，释放百万吨的能量，其影响将会很巨大。磁场的电流进入天空，循环疯狂鞭打，极光就会光芒四射，五彩缤纷，照亮整个天空达10至15分钟之久，来自氧气中的红色和绿色有及来自氮气中的蓝色让天空五彩缤纷，令人振奋。多诺万说：“不过亮度增加千百倍的情况很少见。微弱的极光弧和耀眼的极光之间的区别我们已经知道了，主要是因为太阳风吹到磁场的方向不同。有时太阳风吹到磁场周围和两极，两极磁场就会连起来，强大的能量使磁气圈发生风暴。但目前还不清楚产生的原因。

　　由日本宇宙航空研究开发机构发射的磁尾卫星(Geotail)帮助我们更好地认识亚暴和极光等现象。自从1992年以来，磁尾卫星被定位在地磁场的一端，研究它和太阳风的相互作用。但是，一个单一的航天器只能观测到一点，不能对高速运转、快速变化的整个磁气圈拍出大而清晰的图片。

　　在2007年2月，为了扩大观测范围，美国航天局发射le一套名为“西弥斯”的卫星系统，共由5颗小卫星组成。用于发生亚暴时拍摄录像及图片。这五个小小的卫星运行在地球的轨道上，每一个跟踪一个路径，以便在磁气圈发生异常情况时观测到，专家能及时地处理。3个月后，一场亚暴刚发生时，西弥斯就观测到了。西弥斯处于绝佳的位置，能够观测太阳风怎样将能量带入磁气圈引发亚暴。

　　西弥斯观测到当太阳风接近磁气圈时地球磁场的变化。膨胀隆起的磁场沿着地界线扩散开去，一直到地球夜间的一面。这种现象被称为“磁绳”，有些专家认为它与亚暴有关。磁绳将太阳风磁场与磁气圈相连，使二者互相缠绕。随着越来越多的磁绳形成，地球白天的一面就会失去越来越多的磁场。加州 大学的瓦西利斯-安哲罗普洛斯（Vassilis Angelopoulos）说：“ 但并不会持续很久。”

　　有两种说法支持以上观点，一种说法认为推力来自磁气圈上空6万米处的强大电流，地磁场就像发电机一样推动电流；另一种说法是推力来自狐尾，在磁场的作用下，狐尾越缩越紧。在缩紧的彗尾中心，磁场会指向相反的方向，一股流向北极，一股流向南极。这些场力线被太阳风压缩或拉伸，两种相反的磁场自然相连，将狐尾切成两半引发亚暴。