編譯林聲

極光是大自然奉獻給我們的一種獨特的自然景觀——變幻無窮，綺麗壯觀。多少年來，人們一直都在試圖對極光現(xiàn)象作出解釋。在人們的心目中，極光是神話和傳說。比如在芬蘭，人們把極光稱為“狐貍之火”，這源自古代的神話故事：天空中有一只北極狐一邊奔跑一邊燃起火焰，它那像掃帚一樣的大尾巴將雪高高揚起，于是形成了美麗的極光。

極光是怎樣產生的

現(xiàn)在，我們已經知道，極光是一種光現(xiàn)象，以明亮多彩的光帶形式出現(xiàn)在大氣中。極光的形成是地球高層大氣粒子和太陽風碰撞的結果。太陽風是太陽釋放出的一股粒子流（電子和質子）。當太陽的日冕物質向外拋射的時候，噴發(fā)出強烈的太陽風，大量的帶電高能粒子以每秒300至1200公里的速度向太空發(fā)射，如果地球恰巧在太陽風經過的路線上，這些帶電粒子就會被地球磁場捕獲。進入地球磁場后，這些粒子的運動速度加快，并向地球的磁極運動，在地球上空60至600公里的大氣層里與各種氣體成分發(fā)生“碰撞”，使之發(fā)光，形成絢麗的極光。

極光的出現(xiàn)與太陽活動有很大的關系——每逢太陽活動劇烈的年份，極光的出現(xiàn)就更為頻繁，人們也就能夠看到更為絢麗壯觀的極光。

極光通常在高緯度地區(qū)的天空中出現(xiàn)，在北半球出現(xiàn)的叫北極光，在南半球出現(xiàn)的叫南極光，在南北極以外的其他地區(qū)偶爾也能看到這種奇特的天文現(xiàn)象。

極光為什么會呈現(xiàn)出絢麗變幻的色彩

極光的色彩千變萬化，取決于被碰撞氣體原子的類型。地球高層大氣中含有氮和氧等原子，受到太陽風的轟擊后被激發(fā)出各種顏色的輝光。如果是氮原子，發(fā)出的光線是藍色、紫色或紅色的；如果是氧原子，發(fā)出的光線是綠色的。通常見到的是綠色，其次是紅色和藍色。極光的色彩變化還取決于太陽風入射粒子的能量、隨高度變化的大氣成分，以及大氣密度等。比如距離地表越近，大氣密度越大，分子之間的撞擊較為頻繁，某些波長的光就不容易產生。從某種意義上說，極光就像霓虹燈。霓虹燈燈管內的氖受激發(fā)光形成五彩光芒，而極光則是因太陽風中的帶電粒子與大氣中的氧原子和氮原子碰撞發(fā)光，使高高的天幕上出現(xiàn)絢麗變幻的色彩，成為地球兩極的“霓虹燈”。

在地球上看極光

生活在兩極的人們以及乘飛船在地球軌道上環(huán)行的宇航員都有機會觀賞到極光。

在地球上看極光，只見一道道光幔在夜空中流光溢彩，構成天上人間難得一見的奇景。極光的邊緣像波浪一樣閃動著彩色的漣漪，晶瑩剔透的光幔不斷地變幻著。極光總是不斷地在移動，不斷地在變化，就像雪花一樣，永遠不會重復，也永遠不會靜止不動。如果說彩虹女神有姐妹的話，那就是極光女神。通常，在南極或者北極地區(qū)的夜空中人們有更多的機會目睹這種奇妙的自然景象。極光的形狀變幻無窮，有帷幕狀、弧狀、帶狀、傘狀、片狀、扇狀、球狀和射線狀等，其色彩赤橙黃綠青藍紫各色相間。

冬天的幾個月是看極光的最佳時機，南極圈或北極圈2500公里范圍內是看極光的最佳地區(qū)，這個區(qū)域也被稱為“極光區(qū)”。在北極圈內的阿拉斯加常可以看到最絢麗多彩的極光。在我國能看到極光的地方是黑龍江西北部的漠河縣，它位于我國最北部的北緯53度線上，是全國緯度最高的縣份，享有“神州北極”之稱。

在空中看極光

若是從空中看極光，卻是另一番景致。在繞地球軌道運行的國際空間站上或者航天飛機上的宇航員們，置身于色彩斑斕的極光中，橙色、黃色和綠色的光帶在周圍閃耀飛舞，其壯美所帶給他們的震憾簡直難以描述。

有一次，國際空間站從一片簾幕狀的極光上空飛過，時間是加拿大北部當?shù)貢r間的午夜。當時空間站所處的軌道高度為388公里。透過空間站面向地球的弦窗，宇航員看見圓弧狀的極光與地平線構成30度至70度的凹形，并有著清晰的邊緣，較大的弧狀極光和較小的簾幕狀極光一直向南延伸，周圍是一片輝光璀璨的翠綠色光帶，有的彎彎曲曲像在紙上的信手涂鴉，有的像是兒童玩的“連線游戲”的圖畫。透過面北的弦窗，又是另一番景象，窗外一片朦朦朧朧如煙如霧的紅色輝光在綠色極光的上面延伸開去，似乎伸手就可觸及。

從太空看極光，能同時看到綠色的極光和地球地平線上橙色的落日余暉，似乎彩虹女神和它夜晚的姐妹極光女神正在短暫的相會之中。黑色天幕上綠色的極光與閃著落日余暉的大氣交相輝映，紅色的極光沿著日夜明暗交替的一條模糊界限一直向西移去，直至消失不見。

目前，關于極光仍然存在許多疑問。能否利用極光現(xiàn)象發(fā)生時大氣層釋放的能量？北極光有聲音嗎？我們能夠準確地預測極光現(xiàn)象嗎？等等，都還有待于科學家的進一步研究。

外星上的極光

科學家發(fā)現(xiàn)，只要大氣和磁場條件與地球相似，太陽系的其他行星上也能產生極光。由探測器發(fā)回的圖像表明，土星的極地地區(qū)同樣會出現(xiàn)紅色的極光。同地球一樣，土星上的極光也是太陽風進入土星大氣層的產物。美國加利福尼亞大學伯克利分校的物理學家們經過6年的觀察后發(fā)現(xiàn)，在火星上極光現(xiàn)象也極為普遍，這令他們十分驚訝，因為火星并沒有像地球那樣的磁極來吸引太陽風帶電粒子產生極光。

其實，火星上的極光不是由磁極的吸引產生的，而是與火星地殼上磁場較強處有關，主要是在南半球?？茖W家已經確定，火星上極光發(fā)生的地方正是在火星表面的磁化區(qū)域內，其中規(guī)模最大的極光產生之時正是太陽風活動激烈的時候?；鹦巧系臉O光不如地球上的極光那樣五彩斑斕，太陽風中的帶電粒子與火星大氣中的氣體分子產生的輝光只是一些紫外線光，而不是像地球上的極光那樣在赤橙紅綠青藍紫各色之間變幻無窮。盡管火星磁場在10億年前漸漸消失，但如今的火星表面仍有部分巖層保持著較強的磁性，科學家將其稱為“迷你磁氣圈”?；鹦巧献顝姷拇艌銎鋸姸纫仓挥械厍虼艌龅?/50，為什么這些磁場在太陽風帶電粒子的作用下足以產生極光現(xiàn)象？目前科學家還無法解釋。

從火星上發(fā)生的極光現(xiàn)象，我們可以想象，在太陽系的其他行星上，如木星、土星、天王星和海王星上可能也有極光。