北極光提供了一個迷人的,戲劇性的,神奇的展示,吸引了所有看到它的人--但究竟是什麼導致了這一令人心曠神怡的自然現象呢?
太陽系的中心是太陽,這是一顆維繫著我們星球上生命的黃色恆星。太陽的許多磁場是扭曲的,因為地球圍繞著他在旋轉。當這些磁場結合在一起時,它們就會爆發並創造出所謂的。太陽黑子。通常,這些太陽黑子成對出現,最大的太陽黑子可能是地球直徑的幾倍。
太陽的中心溫度是2700萬華氏度(1500萬攝氏度)。隨著表面溫度的升高和下降,太陽會沸騰和冒泡。粒子從恆星中逸出太陽黑子區表面上,等離子體粒子(稱為太陽風)飛入太空。這些風大約要40小時才能到達地球。太陽風到達地球后引起的現象被稱為北極光。
極光不僅發生在地球上,也會發生在太陽系的其他星球上。我們太陽系中的氣態巨行星(木星、土星、天王星和海王星)都有厚厚的大氣和強大的磁場,它們每一個都有極光,但這些極光與地球的極光略有不同,因為它們是在不同的條件下形成的。
金星的極光是由其延伸的磁場(“磁尾”)產生的。火星的大氣層太薄,由於地殼中的磁場,它經歷了局部極光。NASA的MAVEN(火星大氣和揮發性演化)航天器也發現了由撞擊火星大氣的高能粒子產生的廣泛的北半球極光。
太陽黑子和太陽風暴使得最壯觀的北極光的展示大約為每11年發生一次。太陽週期在2013年達到頂峰。
地球不斷受到來自太空的碎片、輻射和其他電磁波的轟炸,這可能威脅到我們所知道的生命的未來。大多數時候,這個星球是自己的磁場在使這些潛在的有害射線和粒子,包括來自太陽的射線和粒子偏轉方面做得很出色。
從太陽排出的粒子向地球移動9300萬英里(約1.5億公里),然後被吸引到磁性的北極和南極。當粒子通過地球磁遮蔽它們與氧、氮和其他元素的原子和分子混合在一起,這些元素在天空中令人眼花繚亂地顯示出亮光。
地球北半球的極光稱為北極光。在南半球,照亮了南極的天空,被稱為紫薇。
北極光有粉紅色,綠色,黃色,藍色,紫色,偶爾還有橙色和白色。通常,當粒子與氧氣碰撞時,會產生黃色和綠色。與氮的相互作用會產生紅色、紫羅蘭色,有時還會產生藍色。
碰撞的型別也會對天空中出現的顏色產生影響:原子氮會導致藍色顯示,而分子氮則會導致紫色。顏色也受到海拔高度的影響。綠色通常出現在150英里(241公里)的高度,紅色在150英里以上,藍色通常出現在60英里(96.5公里),紫色和紫色在60英里以上。
這些光可能表現為靜態的光帶,或者,當太陽耀斑是特別強烈的,像一個不斷變化的顏色的舞蹈帷幕。
看到北極光的最好地方是阿拉斯加和加拿大北部,但參觀這些廣闊而開闊的地方並不總是容易的。挪威、瑞典和芬蘭也提供了極好的有利條件。在太陽耀斑特別活躍的時期,從南到蘇格蘭,甚至英格蘭北部,人們都可以看到太陽耀斑。
北極光總是存在的,但是冬天通常是觀看它們的最佳時間,因為光汙染程度較低,空氣清新。
參考資源:Science & Astronomy