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一道亮紫色弧光冲天而起!挪威出现了神秘天象,是怎么形成的?

正当翠绿色北极光在北极天空上翩翩起舞之时,一道亮紫色的弧光突然冲天而起,跨越数十公里高度,直射太空边缘,隔着屏幕我们都能感受到它的壮观和美丽。这不是紫色的北极光,也不是罕见的蓝色喷射流,而是令人琢磨不透的史蒂夫。

史蒂夫可以说是一种非常神秘的自然天象,只有在秋冬季节,北极地区才有概率出现这种天象,而在今年的9月14日,有人无意在挪威特罗姆瑟上空看到了一道非常明亮的紫色光带,持续了数秒钟,根据捕捉到的照片显示,它就是史蒂夫。

史蒂夫(STEVE)只是这种天象绰号,它的正式名字为“强热发射速度增强”,虽然史蒂夫看起来有点像是另类北极光,但其形成机制跟极光不同,那是怎么形成的?来自《地球物理研究快报》上的一篇论文揭示了史蒂夫现象的形成过程。

史蒂夫也有和北极光相同的地方,都是受到了太阳风和地球磁场的触发,当太阳风与地球磁场相互作用时,就会在地球磁层中产生强电流,我们知道电流就是无数个带电粒子的运动,带电粒子会因相互作用力沉淀在大气层的上层。

带电粒子与大气中的气体分子发生碰撞,并将能量传递给气体原子,将气体原子加热到3000 ℃度以上,这些气体以好几公里/秒的速度在地球大气层中激射,最后通过光子的荧光发射来释放能量,以柔和的紫色光芒显现出来。

2016年7月25日,来自加拿大萨斯喀彻温省里贾纳的专业极光观察者记录了19分钟的延时照片,显示了多个史蒂夫,每个史蒂夫曝光4秒,就在同一时间,加拿大卡尔加里大学全天成像仪 (ASI) 也观测到了出现在同一片天空上的史蒂夫现象。

于是科学家们对史蒂夫现象进行了研究,为了获得更多的研究资料,科学家还特意提前调用欧洲航天局的科学观测卫星Swarm星座,Swarm星座于2013年发射,由三颗相同卫星组成,每颗卫星都配有测量地球磁场和相关电流变化的仪器。

a卫星和b卫星飞行高度为450公里,倾角为87.4°,每96分钟就会快速穿过南北极光区一次,它们可以直接测量离子流速、离子和电子温度以及等离子体密度,卫星观测了史蒂夫现象,获得了大量数据,比如大气温温度,电子撞击大气速度等。

随后欧洲航天局的Swarm星座一直在观测史蒂夫现象,发现在史蒂夫现象期间,气体流速和温度要比通常报告中要大得多,发现最大流速为2.9公里每秒,最高温度可以达到5900摄氏度,最小密度为每立方厘米为1.6×10^10个。

总的来说,史蒂夫现象是一种与太阳风和地磁有关的自然现象,这种现象出现的概率非常小,所以很难被我们所发现,如果哪一天你真的看到这种天象了,说明你是非常幸运的,如果有充足的时间,请用相机记录下这美妙的时刻,太难得了。有趣的科学探索内容请关注唯一

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  • 编辑:刘卓
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