极光到底怎么产生的？科学家找到了答案

极光呈现在地球高磁纬地域，是一种罕有的天然景不雅。极光不止呈现在地球，在太阳系其它具有磁场的行星上，也会发生这种现象。那极光是若何形当作的呢？

在地球南、海说神聊南北极四周的高空，夜间常会呈现一种奇异的光。其色彩斑斓：有紫红色，有玫瑰红，有橙红色，也有白色和蓝色。

其外形也是千差万别：有的像空中飘舞的彩带，有的像一团跳动的火焰，有的像帷幕，有的像柔丝，有的像巨伞。这种年夜天然的“火树银花不夜天”的气象就是极光。

1957 年 3 月 2 日夜晚，人们在黑龙江省呼玛县的上空不雅察到了这种古怪的光变。7 点多钟，西海说神聊方的天空中呈现了几个罕见的彩色光点，接着，光点放射出不竭转变的橙黄色的强烈光线。

不久，光线垂垂恍惚而形当作幕状。而后，彩色逐渐变弱，到 8 点 30 分消逝。但 10 点零 3 分，这一情景又再次呈现。

令人诧异的是，在统一天晚上 7 点零 7 分，新疆海说神聊部阿尔泰山背后的天空也呈现了鲜艳的红光，像山林起火一般。

红色的天空里射出良多片状，垂直于地面形当作白而略带黄色的光带。垂垂地，这光带酿成了银白色。这些光带呈辐射状，逐渐标的目的天顶推进。各光带之间呈淡红色，并不竭忽明忽暗。

光带的长短也不竭转变。7 点 40 分摆布，光带伸展到天顶四周，这时的光色最为光鲜，恰似一束白绸带，飘在淡红色的天空中。年夜约 10 点，景色完全消逝。关于极光的当作因有各种猜测。

早期不雅点

1、本杰明·佛兰克林的理论：神奇的海说神聊极光是浓稠的带电粒子和极区强烈的雪和其他的湿气感化造当作的。

2、极光的电子来自太阳发射的光束。这是克利斯蒂安柏克兰在 1900 年提出的说法，她在尝试室用真空室和磁化的地球模子，显示电子是若何被指导至极区。这个模子的问题包罗自己缺乏在极区的极光、负电荷自己自行散射这些光束、并且仍然缺乏任何太空中的不雅测证据。

3、破水桶理论：极光是溢流出的辐射带，这是詹姆斯·范艾伦和工作伙伴年夜约在 1962 年起首提出的。他们指出在辐射带内获得的庞大能量很快就会在极光的漫射中耗尽。不久之后，很较着地，陷在辐射带内的都是高能的带正电离子，而在极光内几乎都是能量较低的电子。

4、极光是太阳风中的粒子被地球的场线指导至年夜气层顶端造当作的。这合用于极光的尖点，但在尖点之外，太阳风没有直接的感化。另一方面，太阳风的能量本家儿要都留驻在带正电的离子，电子只有 0.5eV，而在尖点上会上升至 50～100eV，这仍然远低于极光的能量。

现代不雅点

极光是地球四周的一种年夜规模放电的过程。来自太阳的带电粒子达到地球四周，地球磁场迫使此中一部门沿着磁场线集中到南海说神聊南北极。

当他们进入极地的高层年夜气时，与年夜气中的原子和分子碰撞并激发，发生光线，形当作极光。

按照美国国度航空航天局“瑟宓斯卫星使命”（Themis mission）传回的数据，科学家发现太阳释放的带电粒子像一道气流飞标的目的地球，碰着海说神聊极上空磁场时又形当作若干扭曲的磁场。

带电粒子的能量在刹时释放，以光辉眩目标海说神聊极光形式呈现，而地球的极光本家儿要只有红、绿二色是因为在热当作层的氮气和氧原子被电子撞破，别离发出红色和绿色光。

这项研究是由美国加州年夜学洛杉矶分校的安吉罗波洛斯本家儿持，其研究成果已于 2007 年 12 月 9 日在“美国地球物理结合会”的学术会议中颁发。

瑟姑娘卫星使命的 5 小我造卫星群 2007 年 2 月当作功发射升空，3 月在阿拉斯加和加拿年夜上空侦测到海说神聊极光呈现两小时，统一时候卫星也侦测到带电粒子流接触到海说神聊极磁场。

而让安吉罗波洛斯惊奇的是，带电粒子和磁场接触形当作的地磁风暴以每分钟 650 公里的速度擦过空中，威力半斤八两于芮氏规模 5.5 的地动。

科学家早就思疑，海说神聊极光的能源来自带电粒子与海说神聊极磁场接触发生的扭曲磁场，但这个理论一向到 2010 年 5 月才获得证实，那时瑟姑娘使命的卫星群从地球上空 6 万多公里首度测到扭曲磁场的布局。

极光是地球四周的一种年夜规模放电的过程。来自太阳的带电粒子达到地球四周，地球磁场迫使此中一部门沿着磁场线（Field line）集中到南海说神聊南北极。

在海说神聊半球不雅察到的极光称海说神聊极光，南半球不雅察到的极光称南极光，经常呈现的处所是在南海说神聊纬度 67 度四周的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班克斯（Fairbanks）一年之中有跨越200天的极光现象，是以被称为“海说神聊极光首都”。

地球磁层磁力线携带太阳风的能量进入地球内部，进而驱动了地磁场的形当作。在这磁层磁力线闭合环路上除了有地球内部的导电体之外，别的还有年夜气层的电离层这一弱导电体。

当太阳风强烈时，磁力线能量碰到地球内部的磁感抗，有很多能量耗损不失落，于是就在电离层处形当作了极光。

比来，因为新卫星手艺，日本科学家第一次直接不雅测到带电粒子沉淀进入地球年夜气的合当作波散射电子。沉淀的电子通量足够强烈，可发生脉动极光。

这是人类探讨极光发生现象的里程碑事务！将来，因为新手艺的成长，科学家会继续探讨极光发生的具体原因。