科學家首次從地球上看到巨大的奇怪極光

在2022年的圣誕之夜，一道巨大的極光照亮了北極周圍數千公里的天空。這場“燈光秀”讓科學家得以一窺難以捉摸的“極地雨極光”，這是一種罕見的閃爍現象，當來自太陽的高能電子層串聯到地球的極地地區時形成。

普通的極光（如圖所示）以光柱或光幕的形式出現，而極地雨極光則是漫射在天空中的光芒。圖片來源：Chris Madeley/Science Photo Library

當來自太陽的帶電粒子撞擊地球磁場并與之相互作用時，極光就形成了。它們的能量通常轉化為舞動的綠色“窗簾”、高聳的紅色柱子或其他壯麗的景象。

極地雨極光是一種特殊類型的極光，當電子直接從日冕或太陽最外層大氣中傳播到地球大氣層時就會形成。這種極光很罕見，因為很少有足夠的電子撞擊大氣層產生輝光。而其他類型的帶電粒子經常干擾這些電子，從而阻止極地雨極光的形成。

但在2022年12月的28個小時里，被稱為太陽風的其他太陽粒子的洪流變成了涓涓細流。電子暢通無阻地傾瀉到地球上，在北極產生了一道綠光，橫跨3000多公里。

日本電氣通信大學空間物理學家Keisuke Hosokawa說，任何在北極高緯度地區抬頭仰望的人都可能發現它，與標準極光獨特的光幕和光柱不同，這種極光的光芒在天空中漫射。6月21日，他領導的團隊在《科學進展》上公布了這一發現。

科學家偶爾會在從上方俯瞰地球兩極的衛星觀測中發現極地雨極光。自2011年以來，Hosokawa一直用一臺機器人相機對準北冰洋挪威斯瓦爾巴群島上空，希望能首次從地面看到極地雨極光。直到2023年1月他才成功，當時他瀏覽了大約3周前的數據。他說，那個時期的極光與其他類型的極光“非常不同”。

Hosokawa隨后檢查了美國軍用氣象衛星同時同地拍攝的極地圖像。在這些照片中，他看到極光幾乎充滿了整個北極地區。

在過去的幾十年里，衛星已經發現了小規模的極地雨極光，最近一次觀測到大型極光是在1999年5月，當時太陽風也暫時減弱了。論文作者之一、美國約翰斯·霍普金斯大學空間物理學家張永亮（音譯）表示，研究極地雨極光可以幫助科學家了解太陽風如何與地球磁場相互作用。

相關論文信息：https://doi.org/10.1126/sciadv.adn5276