极光之源在哪里?
在我国东北的黑龙江北部,有时在万籁俱寂的夜晚,茫茫天穹中,蓦地出现一片红色绒幕,正当人们惊疑之际,它又突然变成一片蓝色草地。时而有似蟒蛇游动;时而有似骏马奔驰;或者像山间燃起巨火,刀光剑影、旌旗变幻;或者像天神睁开了慧眼,光焰喷射,窥视人间……人们把这种在夜晚天空中出现的光怪陆离的奇景,称为极光。
在北半球能看到极光机会最多的区域是美国阿拉斯加北部、加拿大北部、冰岛南部、挪威北部、新西伯利亚群岛南部。我国的黑龙江北部也能见到极光,但其机会比上述地区少。见到极光机会最多的时间是在春分与秋分前后,即在三月、九月份左右。
自古以来,人们早就观察到这种奇异的极光。在古罗马的神话中,人们就把极光视为神明,英文中源于拉丁语的“极光”一词就是罗马神话中黎明女神的名字。但由于不知道极光形成的科学道理,当他们在夜晚看到天空中的这种光彩夺目的景象时,有的人欢欣雀跃,以为是吉祥之兆;有的人惊慌失措,担心有大祸临头。历代统治者还利用极光的出现蛊惑人心,做出有利于统治者的种种传说。如把极光的出现当作国泰民安的预兆,最高统治者下令天下大赦,那真是“上帝嘉亨、海内承福”。也有把极光的出现看成是占卜国家战争、民族骚乱、农民起义、宫廷内讧的一种征兆。公元601年,隋朝大将孙晟某日“夜登城楼,望见碛北有赤气,长百余里,皆如两足下垂。”孙晟把这以红色的连绵百里的极光景色说成是“急令起兵攻打匈奴”的“天意”,说服了隋文帝杨坚出兵。
在极光爆发期间,严重骚扰电离层,从而破坏短波无线电信号的传播,这对通讯、交通都会带来严重的影响。例如在美国西北部的阿拉斯加的出租汽车司机,在极光强烈活动之际竟收到来自东部的新泽西州的调度员的命令;同时,监视横跨极地飞行器的预警雷达屏幕上,也可能突然出现虚假的图像而报警。
极光还伴有强大的破坏力,当极光不断变化时可能在输电线、电话线和输油管道等细长的导体中感生出强大的电流。受感应电流冲击,输油管道可能会发生严重的腐蚀。1972年,由于太阳一系列强烈的耀斑而形成的一次极光,使加拿大哥伦比亚的一台23万伏变压器炸毁,还造成美国缅因州至得克萨斯州的一条高压输电线跳闸。历史上有记载的最惊人的一次极光出现是在1859年,感生电流强大到美国的电报员可以不用电池,便将电报从波士顿发到了波兰。
那么这绚丽多彩、威力无比的极光是怎么形成的呢?虽然自古以来人们就观察到了这天空奇景,但是它的形成原理直到今天还没有十分令人满意的理论解释。极光之源在哪里呢?一般认为,极光的形成与太阳活动、地球磁场以及高空大气都有关系。其实,太阳并不象肉眼见到的那么平静,它经常处在激烈的活动中,如出现太阳黑子、耀斑、日珥等,组成太阳的物质还不断发生强烈的核反应,释放出大量的能量。太阳活动的结果,向宇宙空间喷射出大量带电粒子,如质子、电子等,这些带电粒子象来自太阳的一股巨风(俗称“太阳风”),冲入地球范围后,由于地磁场的作用,使它们集中降落到南北地磁极附近的高空层,高空大气中的各种气体原子、分子受到这些带电粒子的激发,便造成发光现象。在南半球看到南极上空的这种光,称为南极光;在北半球看到北极上空的这种光,称为北极光。
但如果说极光是由于太阳造成的,那么太阳风总是不断地吹着,按理说,极光应是亘古不变的自然现象,然而事实并非如此;那么是什么原因造成极光的突然爆发,使人们得以欣赏到这大自然的奇观美景呢?在过去的一些岁月里,人们提出了几种假设,企图来解开这极光之谜。
有的科学家认为,太阳风泄漏进来的粒子是逐步在地球磁场内积累的。地球磁力线犹如有弹性的“橡皮筋”,有一定的存贮能力,由于某种突然的触发因素才骤然释放出来,形成极光的突然爆发。有的科学家提出另一种假说,认为从太阳发出的带电粒子流通过地磁场时,很像一台天然的“发电机”,它所发出的电能不断地驱动极光流的运动。有时,“发电机”低速运转,这便是极光的平静期;有时,由于太阳活动激烈,“发电机”转速加快,促使等离子区的等离子流加速,极光便加速释放。
众说纷纭,莫衷一是,孰是孰非,尚无定论,但极光与太阳风密切有关,已肯定无疑,所以科学界对太阳风予以密切监测。但要确定太阳风的各种参数是如何变化的,要做的工作还很多,科学家们正在动用各种现代化技术探索极光之谜。