书城自然科学讲给中学生的课外知识-看·自然景观
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第61章 绚丽的极光

也许很多人不知道极光这一天象,但人们知道极光至少已有2000年了,并且极光一直是许多神话的主题。在中世纪早期,斯堪的纳维亚的海盗相信,极光是骑马奔驰越过天空的勇士。在北极地区,因纽特人认为,极光是神灵为最近死去的人照亮归天之路而创造出来的。

极光作为一种天象,自古以来为人注目。但对极光及其空间物理现象的研究取得重大进展,则是最近二三十年的事。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场,磁场使该颗粒流偏向地磁极,从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应,由此产生的电流照亮黑空,在南极地区形成著名的南极光。

太阳风作用于地球上层大气的稀薄气体,其产生的光与不同的气体相对应,在空中显出黄绿色、蓝色和红色等。科学家已经了解到,地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下,它已经变成某种“流线型”。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩,相反方向却拉出一条长长的,形似慧尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用,变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具“冻结”磁力线特性,所以,太阳风粒子不能穿越地球磁场,而只能通过极尖区进入地球磁尾。于是这些带电粒子被加速,并沿磁力线运动。从极区向地球注入,这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子,使后者被激发——退激而发光。不同的分子,原子发生不同颜色的光,这些单色光混合在一起,就形成多姿多彩的极光。