极光或北极光是可见于靠近磁极的极地地区夜空中的自然光现象。这一美丽的景象是由于来自太阳风的粒子(主要是电子和质子)与地球大气中的分子和原子碰撞而导致它们发光。
这一切始于太阳向太空释放一些被称为太阳风的粒子。这些粒子可以更好地穿透极地的气氛,因为那里磁场比地球其他部分弱,直到它们与高空中的氧和氮原子碰撞,从而激发其分子发出彩色辐射,颜色取决于气体类型和发生的高度;例如,氧气发出绿色或红色光,而氮气可能产生蓝色或紫色光。
北极光在冬季月份在斯堪的纳维亚、加拿大、阿拉斯加和北俄罗斯等地最为常见;然而,偶尔在非常强的太阳辐射下,它甚至可以在更南方的地区看到。这是一种令人惊叹的现象,通常吸引想要观看这一天文奇观的游客。
另一种在2024年5月出现的极光是红色极光,但其强度比通常更强,这意味着它在正常区域之外被目击,尤其是向南方延伸。红色的出现是因为太阳风的粒子能量极高,或者与高空的氧原子发生碰撞。
低纬度地区的北极光出现
北极光在更南纬度地区的出现通常发生在强烈的太阳活动期间,例如大型太阳风暴。这种现象可以将北极光的可见性扩展到南部等超出正常极区的其他地区。这是观察这一天文现象在南方如此遥远的非常罕见的机会。
极光的颜色
极光的颜色取决于几个因素,包括:与太阳风碰撞的地球大气中的气体类型、发生碰撞的高度以及太阳风中粒子的能量含量。以下解释了这些因素如何影响极光的颜色:
气体类型
氧气
在100到300公里的高度与氧原子的碰撞会导致绿色光,这也是最常见的极光颜色。在300公里以上的高度,氧气虽然很少会导致红色光。
氮气
与氮分子的相互作用会产生蓝色或红紫色。当涉及高能量的太阳风粒子时,蓝色光的出现更为频繁。
碰撞高度
由于大气压力和成分的变化,不同的颜色出现在不同的高度。氧气的绿色通常发生在100公里到300公里之间,而在300公里以上的高度,氧气可能会呈现红色。氮气的蓝色则发生在更低的高度。
粒子能量
穿透力强的粒子可以深入大气,与较低高度的分子相遇,这导致了各种颜色的出现,这些颜色是由不同类型的碰撞解释的。
这就是为什么我们在极光期间看到惊人的颜色范围的原因,这意味着这是太阳风与地球大气层之间复杂相互作用的结果。这就是为什么北极光或北方灯光既美丽又在科学上令人惊叹。