科學揭密：地球上的極光是怎麼形成的？

一句話解釋：

太陽風暴吹來的帶電粒子飄到了地球，與大氣結合產生的電磁風暴與可見光，就是極光。

要弄明白極光形成的原理，首先我們要從太陽說起。

太陽主要是由氫元素組成的。在大量氫原子產生的引力擠壓下，太陽內核很小的一部分區域（比月球還小）發生了核聚變反應，先有氫元素核聚變，衰變成氦元素，之後氦再繼續聚變、衰變成重金屬元素（鐵、銻），太陽內核每秒將6億多噸氫元素聚變成氦元素，在聚變的過程中將能量釋放出來，因此太陽便如我們所見到的，發光、發熱。由於太陽含有的氫元素太多了，以至於它可以產生幾十億年的核聚變反應，也就是說，在未來的幾十億年內，太陽將持續帶給臨近星球溫暖。

太陽的近照

太陽表面附著太陽黑子，太陽黑子是在太陽的光球層上發生的一種太陽活動。是由於此處磁場十分強烈，導致此區域溫度（約4500攝氏度）低於太陽光球層表面溫度（約6000攝氏度），所以看上去像一些附著在太陽上的深暗色的斑點。受強烈磁場影響，太陽黑子之間會發生能量活動。

太陽黑子

由於太陽黑子之間的激烈活動（太陽黑子之間發生能量活動），放射出無數的帶電粒子。

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一部分帶電粒子會擴散到宇宙，飛向地球。它們是肉眼看不到的。

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當帶電粒子流射向地球，進入地球磁場的作用範圍時，受地球磁場的影響，便沿著地球磁力線高速進入到南北磁極附近的高層大氣中。

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帶電粒子吹過地球示意圖

因為地球有南北兩極磁極，這些帶電粒子被分流到地球的南北兩極附近。與大氣中氧原子、氮分子等質點碰撞，因而產生了「電磁風暴」和「可見光」的現象，就成了眾所矚目的「極光」。

地球上的極光

看蒙圈了？沒關係，我們來梳理一下「極光形成的原因」。

本質上來說，極光是太陽風暴吹過來的帶電粒子與地球高空大氣中的原子與分子在地球大氣層最上層(距離地面100-200公里處的高空)運作激發的光學現象。極光的形成有三大個重要過程：太陽風產生的帶電粒子、地球磁場把帶電粒子吸引到南北極、與大氣成分運作激發。所謂「太陽風」，是太陽對宇宙不斷放射的一種能量，它是由電子與質子所組成。由於太陽的激烈活動，放射出無數的帶電微粒，當帶電微粒流射向地球進入地球磁場的作用範圍時，受地球磁場的影響，便沿著地球磁力線高速進入到南北磁極附近的高層大氣中，與氧原子、氮分子等質點碰撞，因而產生了「電磁風暴」和「可見光」的現象，就成了眾所矚目的「極光」。

這下理解了嗎？

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國外有關於極光的傳說：

因紐特人（愛斯基摩人）版本

在因紐特人中有這樣一個傳說：在大海和陸地的盡頭，有個巨大無比的深淵，在深淵的上面有條極其危險的羊腸小道通往天堂。天堂是地球上空的一個由堅實的材料築成的半圓球形的穹頂，上面有個洞，鑽過去鬼魂即可升入真正的天堂。在這條小道上，有不少自殺者或死於暴力的冤魂，還有攔路搶劫的死鬼。住在那裡的鬼魂常點亮火把為新來者照明道路，這火把就是極光。

軒轅黃帝版本

相傳公元前兩千多年的一天，夜來臨了。隨著夕陽西沉，夜已將它黑色的翅膀張開在神州大地上，把遠山、近樹、河流和土丘，以及所有的一切全都掩蓋起來。一個名叫附寶的年輕女子獨自坐在曠野上，她眼眉下的一灣秋水閃耀著火一般的激情，顯然是被這清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像無邊無際的大海，顯得廣闊。安詳而又神秘。天幕上，群星閃閃爍爍，靜靜地俯瞰著黑魆魆的地面，突然，在大熊星座中，飄灑出一縷彩虹般的神奇光帶，如煙似霧，搖曳不定，時動時靜，像行雲流水，最後化成一個碩大無比的光環，縈繞在北斗星的周圍。其時，環的亮度急劇增強，宛如皓月懸掛當空，向大地瀉下一片淡銀色的光華，映亮了整個原野。四下里萬物都清晰分明，形影可見，一切都成為活生生的了。附寶見此情景，心中不禁為之一動。由此便身懷六甲，生下了個兒子。這男孩就是黃帝軒轅氏。以上所述可能是世界上關於極光的最古老神話傳說之一。

在我國的古書《山海經》中也有極光的記載。書中談到北方有個神仙，形貌如一條紅色的蛇，在夜空中閃閃發光，它的名字叫觸龍。關於觸龍有如下一段描述：「人面蛇身，赤色，身長千里，鐘山之神也。」這裡所指的觸龍，實際上就是極光。

希臘版本

在希臘神話里，歐若拉就代表著北極光。「歐若拉」(Aurora)，古羅馬神話里的織架女神，代表著北極光，代表旭日東升前的黎明，也被人稱作「黎明女神」。當北極光出現的時候，便是令人充滿希望與期盼的時刻。正如歌詞唱的那樣：「愛是一道光，如此美妙，指引我們想要的未來。魔力北極光，奇幻的預言，趕快去找不思議的愛。」

帶上你的愛人，去尋找這世間獨一無二的極地美景吧！

（極光照片來自俄羅斯南極科考站隊員提供給極之美）

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