亲，如果你热爱大自然，那么极光必定会是你的心头好，它绚丽多姿，轻薄如纱，变化多端…………那么让我们来更加深入地探究一下极光吧！

    极光（Polar light，aurora）是由于太阳带电粒子（太阳风）进入地球磁场，在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉。在南极称为南极光，在北极称为北极光

    现代观点 1890年，挪威物理学家柏克兰认为，离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住，当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时，它便向地球四周扩散，寻找钻入的空隙，结果约有1%的质点钻入北磁极附近的大气层。每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力。它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇，原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时，立即又将这能量释放出来而产生极强的光，氧发出绿色和红色的光，氮则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。 　　目前，许多科学家正在对极光作深入的研究。人们看到的极光，主要是带电粒子流中的电子造成的。而且，极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻，可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束，地球大气为电视屏幕，地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如，通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源，粒子种类，能量大小，地球磁尾的结构，地球磁场与行星磁场的相互作用，以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。 　　极光虽然美丽，但是在地球大气层中投下的能量，可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流，也可以集结在长途电话线或影响微波的传播，使电路中的电流局部或完全“损失”，甚至使电力传输线受到严重干扰，从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福，是当今科学界的一项重要使命。 　　根据美国国家航空航天局“瑟宓斯卫星任务”（2007/12）（Themis mission）传回的新数据，科学家发现太阳释放的带电粒子像一道气流飞向地球，碰到北极上空磁场时又形成若干扭曲的磁场，带电粒子的能量在瞬间释放，以灿烂眩目的北极光形式呈现，而地球的极光主要只有红、绿二色是因为在热成层的氮气和氧原子被电子破撞，分别发出红色和绿色光。瑟密斯卫星任务的5个人造卫星群于2007年2月成功发射升空，3月在阿拉斯加和加拿大上空侦测到北极光出现两小时，同一时间卫星也侦测到带电粒子流接触到北极磁场。而让安吉罗波洛斯惊讶的是，带电粒子和磁场接触形成的地磁风暴以每分钟650公里的速度掠过空中，威力相当于芮氏规模5.5级的地震。 　　科学家早就怀疑，北极光的能源来自带电粒子与北极磁场接触产生的扭曲磁场，但这个理论一直到2010年5月才获得证实，当时瑟密斯任务的卫星群从地球上空6万多公里首度测到扭曲磁场的结构。

   产生原理极光是地球周围的一种大规模放电的过程。来自太阳的带电粒子到达地球附近，地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线（Field line）集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时，与大气中的原子和分子碰撞并激发，产生光芒，形成极光。在北半球观察到的极光称北极光，南半球观察到的极光称南极光，经常出现的地方是在南北纬度67度附近的两个环带状区域内，阿拉斯加的费尔班（Fairbanks）一年之中有超过200天的极光现象，因此被称为“北极光首都”。 　　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成。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，另外还有大气层的电离层-这一弱导电体。当太阳风强烈时，磁力线能量遇到地球内部的磁感抗，有许多能量消耗不掉，于是就在电离层处形成了极光。

拍摄到的木星极光

照片，和木星两极上空的烟雾，这是科学家第一次清楚拍摄到木星两极的情况。 　　木星(Jupiter)离地球(Earth)约六亿一千万公里，过去，科学家曾经利用太空总署(NASA)的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope)，拍摄到木星极光(aurora)的照片，不过，使用南欧洲天文台(European Southern Observatory)的红外线(infrared)望远镜，科学家可以更清楚地观察到木星极光和北极上空的烟雾(haze)。 　　科学家指出，极光是环绕木星的磁轴(magnetic axis)，而这些烟雾，是环绕着木星的旋转轴(rotation axis)，是在极光环之下；烟雾是受到木星上的地带风(zonal winds)影响，这些地带风是在同一纬度(latitude)上移动的；科学家相信，木星以十小时一次的迅速自转，也会影响两极上空烟雾的移动。 　　对土星极光发射所做的一项新的研究，发现了一个二级极光卵形环（auroral oval），亮度是主极光卵形环的

拍摄到的木星极光

四分之一。主极光卵形环是十多年前首次在哈勃太空望远镜的图像中看到的，此后其形态已被详细确定，但关于其起源一直存在争论。一种理论认为，它们是地球上所看到的极光卵形环（主要由与太阳风的相互作用形成）和木星上的极光卵形环（由与等离子流的相互作用形成）之间的一个混合结构。但土星二级极光卵形环的性质表明，它是木星主极光卵形环的一个弱对应体，它之所以相对较暗，是由于土星没有一个像“木卫一”（有火山喷发活动）这样的大型离子源。现在看来，土星和木星上的极光形成过程是非常相似的，其外观的差别是由比例尺差别造成的。

极光这般多姿多彩，如此变化万千，，面对五彩缤纷的极光图形，亲，你说能不令人心醉，不叫人神往吗？

（本文由广州大学天文爱好者协会编辑）