N北京日报 新华社

在北京看到极光是极其难得的
近日,北京怀柔出现罕见的极光,若隐若现的光带灵动飘逸,迷离莫测。无论是亲临现场还是浏览图片、视频,极光的奇丽神秘总让人一见倾心,为之着迷。极光的秘密,人类已探索了数千年,至今仍在孜孜以求。
《旧唐书》生动记录史上最强极光
极光,按照中国科学家在新世纪的研究成果解释,是由来自地球磁层或太阳风(太阳喷发出的带电微粒)的带电粒子,从高纬度地区空间进入地球高空大气层,激发高层大气分子和原子而造成的发光现象。极光的颜色主要有红色、绿色、蓝色、白色等,通常出现在高纬度地区和南、北两极,但当发生强磁暴时,中纬度甚至低纬度地区的赤道都有可能看到极光。比如1958年出现的一次特大极光,在热带都看到了鲜艳的红色极光。

中国科学家从《旧唐书》中找到了“史上最强”太阳爆发事件的关键证据
汉代中国就有了精确的极光观察记录。在《汉书·天文志》中记载:“孝成建始元年九月戊子,有流星出文昌,色白,光烛地,长可四丈,大一围,动摇如龙蛇形。有顷,长可五六丈,大四围所,屈折委曲,贯紫宫西,在斗西北子、亥间,后屈如环,北方不合,留一刻所。”文中所说的“流星”,其实指的是流动的极光。在不到百字的短文中,极光出现的时间、方位、颜色、亮度、范围大小、形状以及时长俱全,观察记录的精确、科学程度,甚至不输当下世界极光观察站的记录要求。而这也是世界上较早的最精确的极光观察记录。
更令人震撼的是,困扰现代科学家的“史上最强”太阳爆发事件的发现鉴定工作,被我国科学家在一千多年前的《旧唐书》中找到了佐证。
2012年,日本麦亚克研究组发现,日本雪松树年轮在公元774年至775年间的放射性碳-14有12‰的高增长;欧洲乌叟斯肯等研究组发现,同时期欧洲橡树年轮的放射性碳-14具有同样的高增长。中国研究者也发现,南中国海珊瑚在公元773年至775年有相似的放射性碳-14快速增长。这些结果表明,公元775年左右碳-14的增长是全球性的现象,而增长的原因却不明。
在排除了超新星起因后,科学家们认为,具有强粒子发射的太阳耀斑和日冕物质抛射,最有可能是起因。强太阳粒子事件不但产生碳-14的高增长,也能通过大气原子和分子的电离,激发产生强极光。中国科学家认为,如果是这样,对于有着数千年极光观测历史的中国来说,不可能不记录。果然,他们在《旧唐书》中看到了关于公元775年左右的那场最强太阳爆发事件的内容。
《旧唐书》借助中国星宿图,准确生动地记录了这次强极光。唐朝大历十年“十二月丙子夜”(公元775年1月17日夜),“东方月上有白气十余道,如匹帛,贯五车、东井、舆鬼、觜(音zī,中国古代二十八宿之一)、参、毕、柳、轩辕,三更后方散”。将星宿图上的极光投影到地面可知,极光出现的区域跨越东西南北,覆盖了北半球的相当部分,持续时间约为8小时。国家空间科学中心特聘研究员周大庄等科研人员因此断定:公元775年左右发生了超强太阳粒子事件,这一事件引起了全球碳-14高增长和强极光。这是11400年以来全球最强超级太阳粒子事件被首次发现鉴定。
包括此次记录在内,在公元1世纪至10世纪间,我国关于极光出现时间的记载有135次,而欧洲仅有32次。
伽利略最早使用“极光”一词
极光这个术语的英文aurora,来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”的化身,是希腊神泰坦的女儿,太阳神和月亮女神的妹妹。那么,是谁最早给“极光”命名的呢?
美国加利福尼亚大学的西斯库经过研究,确认意大利天文学家、物理学家伽利略是最早使用“极光”一词的鼻祖。伽利略和他的学生在记述1616年的极光事件时说:“夜空中,北半边天全照亮了,其亮度甚至达到了晨曦(极光)最亮的地步,几乎可与太阳相比拟,从而使我们肯定这是北方的晨曦(北极光)。”
生活在高纬度地区的欧洲人,因为常常能够见到极光,所以有许多关于极光的神话传说在民间流传。在古芬兰,人们称极光为“狐狸之火”,传说北极光是一只狐狸造成的,它有闪光的毛皮,能迅速越过拉普兰山岭。有一幅画于1767年的拉普兰地方画,就描述了古时人们如何在北极光下猎狐的故事。
执着“追光”的极地大探险
19世纪,挪威著名极地探险家南森曾多次赴北极。他的“弗拉姆”号被北极浮冰围困多时,但他并不灰心,充满耐心地等待和思索着要如何抵达极地深处。绚丽的北极光在午夜的天空中摇曳舞动,令他心驰神往:“北极光以无与伦比的能量和美艳在天空中闪现……一开始,最主要的是黄色,但不断有绿色在其中闪耀晃动,随后在弧的下缘处开始显示出红宝石般的光亮,并立刻扩展到整个弧……虽然,我穿的衣服十分单薄,冷得让我发抖,但我怎么都无法强迫自己离开,一直观看到奇迹结束。”
古芬兰神话中,极光被认为是神秘的“狐狸之火”
与至少还有人烟的北极相比,万古无人的南极探索之旅更加艰辛。英国探险家库克船长据说是第一个见到南极光的人。1770年,他在南半球的航行中看到了南极光。1902年,英国探险家斯科特在南极哈特角所在的岛屿上建立基地,并在当年冬季开启南极之旅。斯科特多次探索南极,并于1912年到达了南极点。斯科特探险队中最年轻的成员谢里-加勒德在所著《世界最险恶之旅》一书中,向人们展示了南极光的魅力:“一道极美的光自克罗泽角升起,跨越整个冰棚,基部是你所能想象的最鲜艳的深红色,向上渐次变为各种红,然后转为亮绿,最后融入深蓝的天空。那是我所见过的天上最艳丽的红。”
经过一代代探险家和科学家深入极地的探索,人类终于对地球的最南端和最北端有了更多了解。随着科技的发展,人们也意识到,虽然极光很美,但在太阳活动高峰期和地磁风暴出现时,高能带电粒子会轰击地球大气,破坏电离层,干扰地面通信、卫星通信,影响导航系统和手机、卫星电视的信号质量,使输电设备产生故障,导致在轨卫星数据丢失或功能故障,也会对轨道上的宇航员造成伤害。各国在南、北极建设的科考站,更加注重研究地球物理、电离层和极光等。
如今,人类生活高度依赖空间技术,空间天气的研究和预报对于一个国家来说十分重要。而极光观测和科研模式的建立,是空间天气计划的重要组成部分。各国的科学家们持续不断地开展研究,以期揭开更多北极光和南极光的神秘面纱。
极光猎奇
三大极光之谜
极光只能在漆黑的深夜里欣赏?极光会发出“咯吱声”“风声”吗?外星上是否有极光?对于人们眼中本来就很神秘的极光,这三个问题的答案更是让人震撼。
1.白天能看到极光吗?
经过不断探索实践,科学家们证实,白天是有极光的。只是观看白日极光的条件非常苛刻——在南极点,人们能够在中午看到极光。但是,白天的极光与人们看到的夜间极光很不相同。白天的极光很弱,主要是红色的,很难用肉眼看到,科学家们会用激光雷达来鉴别是否有白天极光的存在。
2.极光有声音吗?
其实这是一个古老的争议问题。最早提到极光声的,是罗马历史学家塔西佗。他在公元98年提出,当极光出现时,能听到一种声音。在极地生活的土著人和当地居民也认为极光是有声音的,他们把极光声描述为金属挤压的咯吱声、远处河流的水声、风卷旗帜的猎猎声。
极光是否有声音,在科学家中间引发了争议。比如18世纪的瑞典物理学家巴格曼,就对极光有声音持强烈反对意见。他认为高空空气异常稀薄,即使产生声音也传不到地面上来。19世纪初的挪威天气学家、地球物理学教授汉斯廷则非常相信在地面上能听到极光的声音。但直到今天,人们还没有找到确切的答案。
3.太阳系其他星球有极光吗?
极光虽然在星际间并不多见,但也不是地球独有的。在太阳系里,木星和天王星上也都有极光。
1979年,美国宇宙飞船考察木星获得大量科学资料,明亮的木星极光,被认为是伊奥火山喷射出的带电硫粒子引起的。它出现于木星上的隆起云,这和地球上的极光常出现于地球的两极地区不一样。1985年,美国加利福尼亚大学宇宙科学研究所的专家发现,天王星上有极光存在。
编辑:郭寿权
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