神秘的“糾察柵欄”光芒可能畢竟不是極光

當太陽變得吵鬧時，地球的天空會用美麗的舞動燈光照亮。

在兩極周圍，五顏六色的極光流在天空中跳舞和閃爍。然而，在靠近赤道的地方，出現了一種不同的臻騰光芒：臉紅的淡紫色粉紅色史蒂夫，以及隨之而來的綠色條紋糾察柵欄。

這些光是什么，為什么它們會出現在我們的天空中，是一個謎。科學家們此前曾認為，因為它們看起來與極光相似，它們可能是相關的，但這種現象背后的機制仍然難以捉摸。

現在，一篇新論文提出了一個激進的想法：史蒂夫和糾察柵欄顯然不是極光，而是別的東西。

由加州大學伯克利分校（University of California Berkeley）的物理學家克萊爾·加斯克（Claire Gasque）領導的一個研究小組說，史蒂夫和柵欄不是由像極光那樣的磁場產生的，而是由平行于磁力線的電場產生的，在比極光低的緯度上。

如果是這樣的話，它對我們理解地球的大氣層、磁層、它們的相互作用及其物理學具有深遠的影響。

“幾年來，我們已經知道，史蒂夫光譜告訴我們，有一些非常奇特的物理學正在發生。我們只是不知道那是什么，”物理學家布萊恩·哈丁（Brian Harding）說加州大學伯克利分校。“克萊爾的論文表明，平行電場能夠解釋這種奇特的光譜。

極光確實是地球上最美麗的景象之一。他們還有一個非常有趣的物理解釋.當來自太陽的粒子，例如那些在太陽中噴出的粒子時，它們就會發生。強大的太陽風，或在巨大的噴發中噴出，如耀斑，被拋向地球方向的太空。

當它們撞擊地球的保護磁層時，它們中的大多數會再次反彈，但有些被捕獲，沿著磁力線加速到更高的緯度，在那里它們被擊落到高層大氣中。在那里，它們與大氣中的原子和分子碰撞，短暫地激發它們并使它們發光。

這就是極光，它的顏色范圍從綠色到黃色到粉紅色到紅色到紫色，原子正在被電離。綠色是氧氣。紫色或藍色是氮氣。血紅色，這是一種罕見的表現形式，是氧氣，但它在大氣層中確實很高，只在最有活力的太陽事件中發生。

然后是史蒂夫，穿著奇怪的紫紅色和白色，有時伴隨著一個被稱為糾察柵欄的條紋綠色特征。史蒂夫 – 強熱發射速度增強 – 是正式確定作為2018年的單獨現象，科學家們多年來一直試圖弄清楚它。

“這真的很酷，”加斯克 說.“這是目前空間物理學中最大的謎團之一。

科學家們認為，史蒂夫可能是由高層大氣中的電離原子流產生的，這些原子流不會像極光粒子那樣下雨，稱為亞極光離子漂移或說.糾察柵欄被認為是從史蒂夫身上掉下來的顆粒.

但科學家們不確定SAID（通常與STEVE無關）如何產生STEVE-y輝光。加斯克和她的團隊認為，糾察柵欄可能還有另一種解釋。

“如果你看一下糾察柵欄的光譜，它比你想象的要綠得多。而且沒有來自氮電離的藍色。她解釋道.

“這告訴我們的是，只有特定能量范圍的電子可以產生這些顏色，而且它們不可能從太空中進入大氣層，因為這些粒子的能量太大了。

相反，Gasque和她的團隊現在已經證明，糾察柵欄中的粒子正在被電場激發，而不是從較高的高度下降到較低的高度 - 這與極光背后的機制完全不同。

他們的論文認為，史蒂夫可以通過類似的過程產生。

有一個好方法可以找出答案。研究人員認為，我們需要將火箭炸入史蒂夫或糾察柵欄，以直接對其進行測試。這可能很棘手，因為這種現象相對罕見，但第一個目標可能是增強的極光 - 有時嵌入極光的更強光區域。它們的顏色與糾察柵欄的顏色非常相似。

這些功能包括也被認為是由電場產生的.而且，由于增強極光比史蒂夫更常見，因此它們提供了更容易獲得的機會。

“公平地說，未來會有很多關于這些電場如何到達那里的研究，它們與什么波有關或無關，以及這對地球大氣層和太空之間更大的能量轉移意味著什么，”哈丁說.“我們真的不知道。克萊爾的論文是這種理解鏈中的第一步。

該研究已發表在地球物理研究快報.

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