英仙座流星雨，一如既往地以其豐富的流星數(shù)量和明亮的光芒吸引著眾人的目光。然而，2024年8月12日夜晚的流星雨因一個(gè)非凡的背景而更加引人注目——太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)入其11年周期的高峰期。強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)暴不僅給地球帶來(lái)了激烈的地磁擾動(dòng)，還引發(fā)了一場(chǎng)前所未見(jiàn)的極光盛宴。

不常見(jiàn)的粉色極光

極光，本是地球高緯度地區(qū)的?？停ǔＴ诤涞谋狈揭箍罩芯`放。然而，當(dāng)強(qiáng)烈的太陽(yáng)風(fēng)以極高的速度沖擊地球磁場(chǎng)時(shí)，它們的影響力會(huì)不局限于北極圈，甚至蔓延到了南方的遼闊大地。四川黃龍景區(qū)的天文愛(ài)好者在拍攝流星雨時(shí)，竟意外地將粉色極光留在了取景框內(nèi)，這是長(zhǎng)江流域?qū)Ψ凵珮O光影像的首次記錄。

極光的產(chǎn)生始于太陽(yáng)風(fēng)，也就是由太陽(yáng)釋放的高速帶電粒子流。當(dāng)太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球時(shí)，會(huì)與地球磁層發(fā)生相互作用。地球的磁場(chǎng)如同一個(gè)保護(hù)罩，通常能夠偏轉(zhuǎn)大部分太陽(yáng)風(fēng)粒子，保護(hù)地球免受其侵害。然而，一部分太陽(yáng)風(fēng)粒子會(huì)通過(guò)地球磁場(chǎng)的“開(kāi)放”部分進(jìn)入地球磁層。

當(dāng)這些帶電粒子（主要是電子和質(zhì)子）進(jìn)入地球磁層時(shí)，它們會(huì)沿著磁場(chǎng)線加速并向地球兩極運(yùn)動(dòng)。粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)進(jìn)入地球大氣層的上層，與大氣中的原子和分子發(fā)生碰撞，導(dǎo)致它們被電離或激發(fā)。激發(fā)態(tài)的原子和分子在回到基態(tài)時(shí)，會(huì)釋放出光子，形成我們?cè)谝箍罩锌吹降臉O光。

不同高度的大氣層中的不同類(lèi)型的粒子，會(huì)產(chǎn)生不同顏色的極光。例如，當(dāng)電子與大氣中的氧原子碰撞時(shí)，氧原子會(huì)發(fā)出綠色或紅色的光；氮分子從激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，會(huì)發(fā)出藍(lán)色、紫色或紅色的光。這些不同顏色的極光常常交織在一起，形成絢麗多彩的光幕。

周期性“發(fā)火”的太陽(yáng)

太陽(yáng)并不是一成不變的，大約每11年是一個(gè)太陽(yáng)活動(dòng)周期。這個(gè)周期主要由太陽(yáng)的磁場(chǎng)變化驅(qū)動(dòng)，并通過(guò)太陽(yáng)表面黑子數(shù)量的多少來(lái)表示。

太陽(yáng)活動(dòng)周期的一個(gè)顯著特征是太陽(yáng)磁場(chǎng)的翻轉(zhuǎn)。大約每11年，太陽(yáng)的南、北磁極會(huì)互換位置。這個(gè)過(guò)程會(huì)對(duì)整個(gè)太陽(yáng)系產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，因?yàn)樘?yáng)風(fēng)與日球?qū)樱词芴?yáng)風(fēng)影響的空間區(qū)域）交互，影響著從太陽(yáng)內(nèi)部到冥王星之外的廣袤區(qū)域。

太陽(yáng)黑子是太陽(yáng)活動(dòng)周期的一個(gè)重要指標(biāo)，它們是太陽(yáng)表面上較暗且較冷的區(qū)域，因磁場(chǎng)的擾動(dòng)而產(chǎn)生。隨著太陽(yáng)周期的變化，太陽(yáng)黑子的數(shù)量會(huì)從最低點(diǎn)逐漸增加，達(dá)到峰值后再逐漸減少。這一循環(huán)與太陽(yáng)活動(dòng)的強(qiáng)度直接相關(guān)，黑子數(shù)量的增加通常預(yù)示著太陽(yáng)活動(dòng)的增強(qiáng)。

太陽(yáng)周期的變化不僅影響太陽(yáng)自身的活動(dòng)，還對(duì)地球和整個(gè)太陽(yáng)系產(chǎn)生了重要影響。當(dāng)太陽(yáng)處于活動(dòng)的高峰期時(shí)，地球上可能會(huì)經(jīng)歷一系列與太陽(yáng)風(fēng)和日冕物質(zhì)拋射相關(guān)的現(xiàn)象。這些太陽(yáng)活動(dòng)可能引發(fā)強(qiáng)烈的地磁風(fēng)暴，干擾地球的電力網(wǎng)、通信系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)。

對(duì)于在太空工作的航天員和航天器，太陽(yáng)活動(dòng)的增強(qiáng)帶來(lái)了更大的風(fēng)險(xiǎn)。高能帶電粒子和輻射風(fēng)暴可能危及航天器的正常運(yùn)行，甚至對(duì)航天員的生命安全構(gòu)成威脅。在這些風(fēng)暴期間，國(guó)際空間站的航天員可能需要尋求掩護(hù)，所有的太空行走活動(dòng)也會(huì)停止。

此外，太陽(yáng)活動(dòng)的增強(qiáng)也為極光的觀測(cè)提供了更多機(jī)會(huì)。隨著太陽(yáng)活動(dòng)進(jìn)入活躍期，更多的極光事件發(fā)生在低緯度地區(qū)，2024年5月發(fā)生的太陽(yáng)風(fēng)暴更是自2003年以來(lái)對(duì)地球影響最強(qiáng)的一次太陽(yáng)風(fēng)暴。南北半球多地都觀測(cè)到了閃爍在天邊的極光。

極光閃耀之處，不止地球

地球只不過(guò)是太陽(yáng)系中普通的一員。實(shí)際上，極光并不為地球獨(dú)有。

木星和土星，這兩顆巨大的氣態(tài)行星，不僅以其龐大的體積聞名，還以其強(qiáng)大的磁場(chǎng)著稱(chēng)。木星的磁場(chǎng)強(qiáng)度是地球的10倍之多，土星的磁場(chǎng)也毫不遜色。在這些強(qiáng)磁場(chǎng)的加持下，木星和土星的極光成了宇宙中最亮眼的“燈光秀”。

木星的極光尤其復(fù)雜多變。它的極光不僅是由太陽(yáng)風(fēng)驅(qū)動(dòng)的，而且受到木衛(wèi)一這顆火山活動(dòng)異?；钴S的衛(wèi)星的影響。木衛(wèi)一的火山噴發(fā)不斷向太空噴射大量等離子體，這些等離子體被木星的磁場(chǎng)捕獲，沿著磁場(chǎng)線流動(dòng)，形成了壯觀的極光。這些極光甚至可以被哈勃空間望遠(yuǎn)鏡清晰地看到，仿佛宇宙中的霓虹燈。土星的極光則更接近地球的極光，主要由太陽(yáng)風(fēng)驅(qū)動(dòng)。在卡西尼號(hào)探測(cè)器的鏡頭下，土星的極光呈現(xiàn)出一圈絢麗的光環(huán)，圍繞著行星的南北兩極，像是一頂光芒四射的皇冠。

與木星和土星相比，金星和火星的極光顯得更加神秘。金星沒(méi)有磁場(chǎng)，這使得它的極光不再局限于兩極，而是以明亮且彌散的斑點(diǎn)分布在整個(gè)行星的夜側(cè)。這些亮點(diǎn)源于太陽(yáng)風(fēng)粒子與大氣粒子的直接碰撞，但是只有背向太陽(yáng)的夜側(cè)大氣中的極光能被觀測(cè)到。

在火星，極光顯得更為特殊?；鹦堑臉O光并非地球那樣集中在兩極，而是出現(xiàn)在一些磁場(chǎng)異常強(qiáng)烈的地區(qū)。2004年，火星快車(chē)號(hào)探測(cè)器首次在火星南半球的特拉西梅利亞區(qū)域捕捉到了極光的身影。這些極光似乎與火星地表的磁場(chǎng)異常密切相關(guān)，科學(xué)家認(rèn)為這些極光是由于電子沿著火星的地殼磁場(chǎng)線流動(dòng)并撞擊大氣分子而產(chǎn)生的。這種現(xiàn)象讓火星的極光看起來(lái)像是點(diǎn)綴在紅色星球上的星星，閃爍著微弱但神秘的光芒。

不僅是行星，彗星——這些來(lái)自太陽(yáng)系邊緣的冰冷訪客也會(huì)在某些條件下展示出極光現(xiàn)象。羅塞塔號(hào)探測(cè)器在彗星67P上發(fā)現(xiàn)了一種不同尋常的極光。這些極光不是在可見(jiàn)光波段中，而是在遠(yuǎn)紫外線波段中被觀察到的。與地球極光不同，這些極光并不是由磁場(chǎng)引導(dǎo)的電子流引起的，而是由太陽(yáng)風(fēng)中的高能電子與彗星彗發(fā)中的氣體粒子相互作用所致。由于彗星沒(méi)有磁場(chǎng)，這些極光在彗星周?chē)鷱浬⒎植?，跟隨著彗星在太陽(yáng)系中旅行。

在太陽(yáng)系之外，科學(xué)家推測(cè)熱木星等系外行星可能也會(huì)產(chǎn)生極光。這些行星的上層大氣可能會(huì)因其湍流、對(duì)流層天氣而產(chǎn)生電離，從而形成極光。然而，由于距離遙遠(yuǎn)，至今還沒(méi)有直接觀測(cè)到這些系外行星的極光，。

不過(guò)，2015年7月，天文學(xué)家首次在一顆褐矮星上發(fā)現(xiàn)了極光。這種極光主要呈現(xiàn)紅色，比地球上的極光亮了百萬(wàn)倍。這一發(fā)現(xiàn)令人激動(dòng)，因?yàn)樗沂玖丝赡艽嬖谟谶b遠(yuǎn)星體上的極光現(xiàn)象?？茖W(xué)家推測(cè)，這顆褐矮星的極光可能是由于恒星風(fēng)剝離其表面物質(zhì)，產(chǎn)生自身電子所致，或者是由圍繞褐矮星的未探測(cè)天體拋射物質(zhì)引起的。無(wú)論哪種情況，這一發(fā)現(xiàn)都為我們揭開(kāi)了宇宙極光的一角，留下了更多未解之謎等待我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>