高海拔極光為衛星創造特殊條件，為何極光總被限制在高緯度地區？

對於親身經歷過北極光的人而言，一定會為身前這讓人眼花繚亂的景象所著迷，也吸引著萬千為它而著迷的你我。我們的陽光都來自於太陽系，地球上的生命都需要這個黃色恆星來維持。太陽的中心溫度一般是在大約1500萬攝氏度，但當其溫度發生變化時，太陽會產生沸騰氣泡的現象。太平洋風的等離子體粒子被射入太空之中，然後經歷了大約40個小時左右的時間到達地球。正是這樣的過程，引起了戲劇性的北極光呈現在這個世界上。

極光這樣的自然界現象，自然不會僅僅發生在我們生活所在的地球上，同樣也會發生在太陽系的其他世界、甚至系外行星。像木星、土星和天王星這樣擁有強大磁場的氣體巨星，它們每一個都是有極光的，只是因為形成條件不同，所以這些極光和地球上的會有一些不同。宇宙科學探索知識一直在不斷更新，對於北極光的研究，科學家們自然也不曾落下。

高海拔極光為衛星創造「速度顛簸」

科學家們進行了一項關於北極光的新研究，該報告稱：高空版的北極光可以為一些軌道衛星創造逆風。極光會讓更多的空氣被輸送到地球的大氣中，因而增加了航天器的阻力（在相對較低的高度環繞地球時）。物理學家Marc Lessard是該研究的主要作者，他表示：衛星會減速並降低海拔高度，它們正在撞擊「上升流」或「速度顛簸」。同時，還發現這些碰撞更加的複雜和具有結構化，並且已經能夠解開這種情況發生的一些謎團。

極向移動的極光形式（PMAF）比明信片上暗

中性上升流2號火箭試驗（RENU2）是Marc Lessard所引用的任務，由挪威於2015年12月發射，是一個短暫亞軌道飛行任務。極向移動的極光形式（PMAF）正是被RENU2火箭觀測到的，真實的它比海報和明信片上的「正常」北極光更暗，看上去似乎也更加精力充沛一些。

PMAF擁有一些很明顯的特性，比如說高出地面達400公里，所以才可以將能量轉移到地球大氣上游。這些看似不起眼的「上升事件」，卻可能會使低地球軌道上經過的衛星生命變得複雜化。這些衛星穿過了氣袋、又或是與熔岩燈相似的氣泡，而不是平滑坡。

之所以會產生地球極光，可以用一句簡單的話來表述：我們星球大氣層中的分子，被太陽的帶電粒子撞擊，當分子達到了更高的能量水平後發光，至於光的顏色則取決於受影響的分子。比如：那些黃色和綠色的光是因為涉及到了氧氣的碰撞，而那些紅色、紫色或藍色的光，則是因為激發時氮氣所發出的。

為什麼極光通常被限制在高緯度地區

地球上的太陽粒子並不是彙集在一處，而是被地球的磁場匯聚到了行星的兩極，這也就是極光通常被限制在高緯度地區的原因。強大的太陽光所扮演的角色，是提升極光並增加其效力，從而擴大它的的地理覆蓋範圍。科學家表示，這樣的活動同時也可使PMAF上升流事件變得更加充實，這項新研究已發表在「 地球物理研究快報」。

地球並不像我們平時生活中以為的那樣平靜，一直不斷的受到太空碎片、輻射及其他磁波的轟擊，這些因素對我們所有生命的未來而言都存在一定的威脅。只是，地球自身的磁場在大多數時候都可以偏轉這些潛在的有害粒子和射線，其中也包括來自太陽的那些射線和粒子。用一個數字來形象的表達，太陽射出的粒子可以向地球傳播1.5億公里，並不可抗的向磁北極和南極延伸，當這些粒子穿過地球的磁屏蔽之時，會和氧、原子、氮及其他元素分子混合，從而導致了天空中那耀眼的光線顯示。

地球上的極光在北方和南方都不同

科學家們也曾以為極光是鏡像，但經過觀察卻發現北方和南方的極光顯示並不是完全匹配的。地球磁尾的不對稱性被認為是誘因，而這一特點卻正是由於科學家所期望的精確逆轉而引起。因為地球和太陽之間的相互作用，產生了地球的磁尾，這些磁場從內部旋轉，然後穿過地球核心的同時產生了電荷的彈簧，這些產生的不可見的磁場線控制了周圍物質的行為。並且，並不是地球才有磁場，太陽也沒有例外。它的磁場會對高速帶電等離子體粒子的恆定流量產生影響。

那些被嵌入到該流中的磁場則被稱為太陽風，磁場線沒有固定的位置，穿過了扭曲的場地，它們會在這個時間中經歷破裂和改造。這些尾部現象，正是科學家們認為北極光和南極光不匹配的原因之所在。極光只能在夜間可見，那是對極光而言很重要的尾巴，並且在黑暗中磁場的一側，太陽風和地球的磁場並不總是精確的一致排列，正因為這樣的傾斜，才導致了南極和北極的不對稱被引入到地球的磁場。

人類對極光之光的認知歷史演變

在很久以前，時間可以追溯到幾千年，燈光一直都是迷信、猜測和敬畏的源泉，在三萬年前的法國洞穴繪畫中，也可以找到這樣的自然現象插圖。在最迷信的時代，北極光甚至被認為是破壞和戰爭的預兆，直到人們理解了是什麼原因導致了這一的現象，才對北極光有了客觀的看法。看北極光的最佳地點是阿拉斯加和加拿大北部，北極光始終存在，但由於較低的光污染水平和清晰明快的空氣，冬季通常是觀看它們的最佳時間。

客觀而言，了解極光本身似乎並不是那麼很重要，因為極光的產生，不過是太陽通過一些列被稱為太空天氣的現象影響地球時所表現出的癥狀。但是，太空天氣卻會對導航和通信衛星產生干擾，甚至是電網失效。科學家們需要弄清空間天氣的運作，才能夠更好地進行預測。

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