無需遠赴北極,我國北方多地甚至北京的夜空,近年來頻繁上演絢麗極光秀。這一現(xiàn)象引發(fā)公眾好奇:為何記憶中的北極極光多為綠色,而國內(nèi)觀測到的卻以紅色為主?要解開這一謎題,需從極光的形成機制說起。
極光的誕生源于太陽、地球磁場與大氣層的三方互動。太陽持續(xù)噴發(fā)的帶電粒子流(太陽風)抵達地球后,受磁場引導(dǎo)向南北極匯聚。這些高速粒子撞擊高層大氣中的氧、氮、氬原子,使其電離并釋放能量,形成色彩斑斕的光帶。這一過程如同天然的宇宙燈光秀,其色彩差異取決于粒子撞擊的原子種類與高度。
紅色與綠色極光均源于氧原子的激發(fā),但呈現(xiàn)不同顏色的關(guān)鍵在于空氣密度。在海拔200公里以上的稀薄大氣層,氧原子受激后發(fā)射紅光;而在100公里左右的低空,密集的氧原子則產(chǎn)生綠光。由于地球表面呈弧形,中緯度地區(qū)觀測者只能看到高空紅色部分,綠色光帶往往隱沒在地平線以下。這種地理限制,解釋了我國觀測到的極光以紅色為主的現(xiàn)象。
近年來極光觀測范圍的顯著擴張,與太陽活動周期密切相關(guān)。太陽活動每11年進入高峰期,期間太陽風強度劇增,極光帶隨之向低緯度延伸。2023年進入第25個太陽活動周期后,極光現(xiàn)身中緯度地區(qū)的頻率大幅上升。2023年12月,北京懷柔首次記錄到極光影像;2024年,張家口、西安乃至新疆阿勒泰等地均出現(xiàn)極光,漠河等傳統(tǒng)觀測地更呈現(xiàn)常態(tài)化現(xiàn)象。不過,我國觀測極光需滿足更嚴苛條件——地磁活躍度指數(shù)(KP值)需達到7以上,而加拿大等高緯度地區(qū)KP2即可觀測。
除了極光,流星與彗星同樣吸引著天文愛好者的目光。流星本質(zhì)是宇宙塵埃進入地球大氣層時,因劇烈摩擦燃燒產(chǎn)生的光跡。當大量流星從同一方向襲來時,便形成流星雨。這種現(xiàn)象與特定星座的輻射點位置相關(guān),例如著名的英仙座流星雨。
彗星的神秘長尾則源于太陽的“塑造”。這些由冰、塵埃和碎石組成的“臟雪球”,在靠近太陽時,內(nèi)部冰層升華成氣體,攜帶塵埃被太陽風吹拂形成尾巴。彗星的命運充滿變數(shù):部分在接近太陽時解體消散,如2023年1月被紫金山天文臺發(fā)現(xiàn)的“紫金山-阿特拉斯”彗星卻打破預(yù)期。這顆彗星從2024年9月起持續(xù)一個月現(xiàn)身黎明東方天空,10月轉(zhuǎn)為昏星后于西方天空再現(xiàn),最終在10月末淡出肉眼視野,為觀測者留下深刻印象。












