粒子和大气相遇,气体发光

太阳活动与地球周围的带电粒子环境相联系,地球磁场影响粒子的运动。

有些粒子进入高层大气,与气体相互作用,使气体获得能量后发出光。这里先抓住“粒子激发气体”,不必把粒子想成带着彩灯的小火花。

一眼看懂 / 示意图

从粒子到光幕

  1. 01空间环境

    带电粒子的运动受磁场影响

  2. 02进入大气

    粒子与高层气体相互作用

  3. 03发光

    气体以不同颜色释放部分能量

仅为流程说明,不是当晚极光预报。

挪威夜空中的极光。
挪威夜空中的极光。光幕的形态会变化,摄影的曝光与处理也会影响颜色和明暗,现场肉眼观感不一定与照片相同。
图片来源:Carsten · Wikimedia Commons

不同颜色,从哪里来

极光不是彩色云层被灯照亮,而是高层大气中的气体发光。不同气体、作用高度和条件会影响发出的颜色。

可以把过程概括为粒子带来能量、气体获得能量后发光;真实过程发生在高层大气,不是把一团火焰搬到天空中。

为什么常出现在较高纬度

地球磁场的结构使相关粒子更容易沿某些路径进入极区附近的大气。极光出现的范围会随空间环境变化,并非永远锁在地理极点上;强活动时,较低纬度也可能看到。地理北极与磁场的相关位置也不能简单视为同一个点。

颜色与看到什么光有关

不同气体、不同高度和作用条件可能产生不同颜色。照片还受相机曝光、处理及人眼暗光视觉差异影响,因此网上的绚丽照片不保证肉眼总能看见同样强烈的颜色。

想了解某晚是否可见,要结合空间天气、当地天气和光污染等信息。