北极光是美丽的舞动光波，数千年来一直为人们着迷。但尽管如此美丽，这场壮观的灯光秀却是一场相当暴力的活动。今天我们来了解下北极光的来源和什么是北极光？

　　来自太阳的能量粒子以高达 4500 万英里/小时（7200 万公里/小时）的速度猛烈撞击地球的高层大气，但我们星球的磁场保护我们免受冲击。随着地球磁场将粒子重新定向到北极，这一戏剧性的过程转变为电影般的大气现象，让科学家和天空观察者都眼花缭乱。

　　北极光的历史来源

　　虽然是意大利天文学家伽利略·伽利雷在1619年创造了“北极光”这个名字——以罗马的黎明女神奥罗拉和希腊的北风之神波瑞阿斯的名字命名——但对北极光最早的可疑记录是在法国一幅有3万年历史的洞穴绘画中。

　　从那时起，世界各地的文明都对这种天体现象惊叹不已，将各种起源神话都归因于跳舞的灯光。一个北美因纽特人的传说表明，北极光是用海象头玩球的精灵，而维京人认为这种现象是瓦尔基里盔甲反射的光，是超自然的少女把战士带到了来世。

　　早期的天文学家在他们的记录中也提到了北极光。根据美国宇航局的说法，巴比伦国王尼布甲尼撒二世的一名皇家天文学家将他对这一现象的报告刻在了一块石碑上，石碑的年代可以追溯到公元前567年，而公元前193年的一份中国报告也提到了极光。

　　北极光背后的科学直到20世纪初才被理论化。挪威科学家克里斯蒂安·伯科兰提出，太阳黑子发射的电子撞击地球磁场后产生了大气光。这一理论最终将被证明是正确的，直到伯科兰去世后。

　　什么是北极光？

　　在任何特定时刻，太阳都会从其日冕或高层大气中喷射带电粒子，从而产生所谓的太阳风。当那股风猛烈撞击地球的电离层或高层大气时，极光就诞生了。在北半球，这种现象被称为北极光（aurora borealis），而在南半球，它被称为南极光（aurora australis）。

　　田纳西州纳什维尔范德比尔特大学戴尔天文台主任、天文学家比利·蒂茨说：“这些粒子被我们星球的磁场偏向地球两极，并与我们的大气相互作用，沉积能量并导致大气发出荧光。” .

　　北极光的鲜艳色彩是由地球大气的化学成分决定的。“每种类型的原子或分子，无论是氢原子还是像二氧化碳这样的分子，都会吸收和辐射自己独特的一组颜色，这类似于每个人都有一组独特的指纹。”Teets 告诉 Space.com 。“在极光中看到的一些主要颜色是红色，一种由氮分子产生的色调，以及绿色，它是由氧分子产生的。”

　　虽然太阳风是恒定的，但太阳的排放会经历大约 11 年的活动周期。有时会有平静，但有时，会有巨大的风暴以极大的能量轰击地球。这是北极光最亮和最频繁的时候。根据美国国家海洋和大气管理局 （NOAA） 的数据，上一次太阳活动高峰期或活动高峰期发生在 2014 年，下一次出现在 2025 年左右。

　　尽管太阳物理学和大气科学取得了很多进展，但关于北极光的很多事情仍然是个谜。例如，直到 2021 年 6 月，研究人员才完全确定太阳风中的带电粒子如何加速到它们的超常速度（4500 万英里/小时），当时发表在《自然通讯》杂志上的一项研究证实，一种叫做阿尔文波的现象给了这些粒子一个提升。阿尔文波是由于电磁力在等离子体中发生的低频但强大的波动；产生北极光的电子沿着地球大气中的这些波“冲浪”，并迅速加速。

　　美国宇航局也在寻找有关北极光如何运作的线索。2018 年，航天局发射了帕克太阳探测器，它目前正在绕太阳运行，最终将足够接近“接触”日冕。在那里，航天器将收集可以揭示更多有关北极光的信息。

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