極光(Aurora)是一種出現(xiàn)在地球兩極高緯度地區(qū)上空的發(fā)光現(xiàn)象，因其絢麗奪目而又神秘莫測(cè)的氣質(zhì)令無(wú)數(shù)人神往和贊嘆。相信多數(shù)Geek只是大致知道，極光是由來(lái)自地磁圈或太陽(yáng)的高能帶電粒子流使離層大氣分子或原子電離而產(chǎn)生的，那么極光的能量源到底是什么，為什么極光在春分和秋分時(shí)期最甚?長(zhǎng)期以來(lái)，都沒(méi)有人對(duì)極光的產(chǎn)生提出令人信服的解釋，直到NASA實(shí)行了THEMIS(Time Hisory of Events and Macroscale Interactions During Substoms)計(jì)劃，科學(xué)家才初步揭開(kāi)了極光的一系列秘密。

THEMIS任務(wù)的目的就是通過(guò)調(diào)查極光劇烈變化的原因來(lái)研究地磁擾動(dòng)現(xiàn)象。這不僅有著理論探索意義，同樣有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因?yàn)榈厍虼艌?chǎng)是保護(hù)地球不受宇宙空間惡劣氣候影響的重要屏障，地磁擾動(dòng)不僅會(huì)影響到在軌衛(wèi)星的工作，還可能會(huì)引起地面電力網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障。整個(gè)THEMIS系統(tǒng)包括5顆人造衛(wèi)星群和20座地面監(jiān)測(cè)站，這5顆人造衛(wèi)星于2007年2月成功發(fā)射升空，而坐落于北美大陸的20座地面站作為衛(wèi)星群的助手，配備了全天成像白光極光相機(jī)(ASI)和磁強(qiáng)計(jì)，每天監(jiān)視著北美的夜空。

根據(jù)THEMIS衛(wèi)星系統(tǒng)觀測(cè)到的一場(chǎng)極光亞暴(Auroral Substorm)，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)形成極光的能量是一種地球磁場(chǎng)和太陽(yáng)磁場(chǎng)相混合的特殊磁場(chǎng)。他們稱這種磁場(chǎng)為“磁索”(Magnetic Ropes)，這是因?yàn)檫@種磁場(chǎng)的結(jié)構(gòu)類似于相互交織的繩索。在進(jìn)入地球上層大氣之前，太陽(yáng)釋放的帶電粒子(太陽(yáng)風(fēng))就是沿著這條“繩索”運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)太陽(yáng)粒子來(lái)到地球附近，碰到北極上空的磁場(chǎng)時(shí)又形成若干扭曲的磁場(chǎng)，帶電粒子的能量在瞬間釋放，以燦爛眩目的北極光形式呈現(xiàn)。而地球的極光主要只有紅、綠二色，是因?yàn)樵跓岢蓪拥牡獨(dú)夂脱踉颖浑娮悠谱?，分別發(fā)出紅色和綠色光。至于為什么在春分和秋分兩節(jié)氣時(shí)期極光頻發(fā)，是因?yàn)榇藭r(shí)地球位置與“磁索”交錯(cuò)最甚，而非因四季交替影響才有此結(jié)果。

不僅如此，THEMIS衛(wèi)星還觀測(cè)到了作為太陽(yáng)風(fēng)暴護(hù)盾的地球磁場(chǎng)有史以來(lái)最大的撕裂，這引起了科學(xué)家們的高度關(guān)注。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)的磁場(chǎng)方向指向北方時(shí)，地球磁場(chǎng)常常會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)裂縫，從而讓大量的太陽(yáng)粒子溜進(jìn)大氣層，從而激發(fā)強(qiáng)烈的極光和磁層亞暴(Megnetospheric Substorm)?？茖W(xué)家原本以為，太陽(yáng)風(fēng)對(duì)地球磁場(chǎng)最大限度的入侵發(fā)生在地球磁場(chǎng)和太陽(yáng)磁場(chǎng)正好指向相反方向時(shí)，但THEMIS衛(wèi)星的觀測(cè)結(jié)果顯示這一設(shè)想是錯(cuò)誤的，當(dāng)兩大磁場(chǎng)方向一致時(shí)，穿透地球保護(hù)磁場(chǎng)的太陽(yáng)風(fēng)量相對(duì)于兩者磁場(chǎng)方向相反時(shí)增加了20倍。2007年夏天，THEMIS衛(wèi)星發(fā)現(xiàn)地球磁場(chǎng)出現(xiàn)了一個(gè)空洞——在地球磁氣圈的最外緣，侵人的太陽(yáng)粒子層厚達(dá)至少6400公里!不過(guò)，跟蹤THEMIS衛(wèi)星系統(tǒng)的加州大學(xué)伯克利分校的科學(xué)家馬里特奧伊羅塞特指出，太陽(yáng)粒子對(duì)地球磁場(chǎng)的這種入侵是暫時(shí)的，像這次觀測(cè)到的現(xiàn)象只持續(xù)了一個(gè)小時(shí)。雖然太陽(yáng)風(fēng)的入侵對(duì)地球表面生活的人基本不造成傷害，但是可能對(duì)地球電網(wǎng)、航班、軍事通訊和衛(wèi)星信號(hào)造成影響，同時(shí)對(duì)正在太空軌道的宇航員也是一個(gè)潛在威脅。

有科學(xué)家預(yù)測(cè)，兩千年后地球磁場(chǎng)可能會(huì)全部消失，到那個(gè)時(shí)候，地球上就再也沒(méi)有美麗的極光可看了——當(dāng)然在那之前，人類和地球上的其它生物早就被宇宙射線殺光光了。