作者:文乐乐 来源:中国科学报 发布时间:2024/6/23 16:21:39
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科学家首次从地球上看到巨大的奇怪极光
一台相机捕捉到了太阳风减弱后产生的巨大的漫射光

 

在2022年的圣诞之夜,一道巨大的极光照亮了北极周围数千公里的天空。这场“灯光秀”让科学家得以一窥难以捉摸的“极地雨极光”,这是一种罕见的闪烁现象,当来自太阳的高能电子层串联到地球的极地地区时形成。

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普通的极光(如图所示)以光柱或光幕的形式出现,而极地雨极光则是漫射在天空中的光芒。图片来源:Chris Madeley/Science Photo Library


当来自太阳的带电粒子撞击地球磁场并与之相互作用时,极光就形成了。它们的能量通常转化为舞动的绿色“窗帘”、高耸的红色柱子或其他壮丽的景象。

极地雨极光是一种特殊类型的极光,当电子直接从日冕或太阳最外层大气中传播到地球大气层时就会形成。这种极光很罕见,因为很少有足够的电子撞击大气层产生辉光。而其他类型的带电粒子经常干扰这些电子,从而阻止极地雨极光的形成。

但在2022年12月的28个小时里,被称为太阳风的其他太阳粒子的洪流变成了涓涓细流。电子畅通无阻地倾泻到地球上,在北极产生了一道绿光,横跨3000多公里。

日本电气通信大学空间物理学家Keisuke Hosokawa说,任何在北极高纬度地区抬头仰望的人都可能发现它,与标准极光独特的光幕和光柱不同,这种极光的光芒在天空中漫射。6月21日,他领导的团队在《科学进展》上公布了这一发现。

科学家偶尔会在从上方俯瞰地球两极的卫星观测中发现极地雨极光。自2011年以来,Hosokawa一直用一台机器人相机对准北冰洋挪威斯瓦尔巴群岛上空,希望能首次从地面看到极地雨极光。直到2023年1月他才成功,当时他浏览了大约3周前的数据。他说,那个时期的极光与其他类型的极光“非常不同”。

Hosokawa随后检查了美国军用气象卫星同时同地拍摄的极地图像。在这些照片中,他看到极光几乎充满了整个北极地区。

在过去的几十年里,卫星已经发现了小规模的极地雨极光,最近一次观测到大型极光是在1999年5月,当时太阳风也暂时减弱了。论文作者之一、美国约翰斯·霍普金斯大学空间物理学家张永亮(音译)表示,研究极地雨极光可以帮助科学家了解太阳风如何与地球磁场相互作用。

相关论文信息:https://doi.org/10.1126/sciadv.adn5276

 
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