本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
太陽正在升溫,我們可以在地球上看到結果。在整個北半球,近來已經可以看到奇妙的光芒,並且隨著太陽朝其磁活動高峰期邁進,這些事件的頻率只會增加。
鑑於這種情況(並非雙關語),我認為一篇關於極光發生過程的文章是合適的。
目前太陽究竟發生了什麼?
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太陽經歷週期,每個週期持續約 11 年。在此週期中,其磁場先增強然後再次減弱。太陽的磁場是其“活動”的來源——該術語描述了太陽現象,例如太陽黑子、光斑和日珥。活動也可以以日冕物質拋射 (CME) 的形式出現。這些是巨大的物質氣泡,直徑是太陽直徑的幾倍,它們會爆炸到太空中,釋放出數十億噸帶電粒子或等離子體。
幾年前,太陽的活動處於異常低且持續時間長的最小值,但從那時起,它一直在增加,我們正朝著2013 年初的峰值前進。這意味著更多的活動即將到來:在太陽活動極小期附近,我們每週會遇到大約一次 CME,而在極大期附近,這個數字會增加到每天兩到三次。
這與北極光有什麼關係?
北極光(又名北極 Aurora)是在磁北極附近看到的綠色,有時是紅色光的驚人展示,它們是由 CME 引起的。它們的南方對應物發生在南極附近,被稱為南極光。
在 CME 從太陽爆發後,它可以與太陽風相互作用並引起巨大的行星際衝擊波,衝擊波會繼續到達地球。當來自太陽風的粒子到達地球時,它們會沿著我們地球的磁場線向下傳遞,最終加速朝向磁北極和磁南極。然後,這些粒子與我們大氣層中的原子和分子相互作用並激發它們,導致它們釋放光子。正是這些光子構成了我們在極光期間在天空中看到的光。
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這篇 BBC 新聞文章很好地說明了太陽風與地球磁場的相互作用。
這篇文章是2010 年 8 月出現在我的舊部落格上的一篇文章的略微修改版本。