作者:亚历山大·麦金农，《对话》
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一个巨大的极光是多么壮观啊，它闪烁的窗帘和五颜六色的光线照亮了黑暗的天空
许多人把极光称为北极光，但也有南方光(南极光)
不管是哪种情况，如果你有幸瞥见这种现象，你都不会很快忘记
极光通常被简单地解释为“来自太阳的粒子”撞击我们的大气层
但是，除了在少数有限的情况下，这在技术上是不准确的
那么，是什么创造了这个自然奇迹呢？ 当高能带电粒子——电子，有时还有离子——与高层大气中的原子碰撞时，我们看到了极光
虽然极光经常跟随太阳上的爆炸事件，但说这些导致极光的高能粒子来自太阳是不太正确的
地球的磁性，即引导指南针的力，支配着地球周围空间中带电粒子的运动
地球表面附近的磁场通常是稳定的，但是当有极光出现时，它的强度和方向会波动
这些波动是由所谓的磁亚暴引起的——一种近地空间磁场的快速扰动
为了理解什么会引发亚暴，我们首先需要了解等离子体
等离子体是一种气体，其中大量的原子被分解成离子和电子
地球大气层最高层的气体处于等离子体状态，构成太阳和其他恒星的气体也是如此
等离子体气体不断地从太阳流走，这被称为太阳风
等离子体的行为不同于我们日常生活中遇到的那些气体
在你的厨房里挥动磁铁，什么也不会发生
厨房的空气绝大多数由电中性原子组成，所以它不会受到移动磁铁的干扰
然而，在带有带电粒子的等离子体中，情况就不同了
因此，如果你的房子充满了等离子体，挥动磁铁会使空气流动
当太阳风等离子体到达地球时，它与行星的磁场相互作用(如下图所示——磁场由看起来有点像蜘蛛的线表示)
大多数时候，等离子体很容易沿着磁场线运动，但不会穿过磁场线
这意味着到达地球的太阳风在地球周围转向，远离地球大气层
反过来，太阳风将磁场线拉出来，变成在夜晚看到的拉长形式，称为磁尾
有时移动的等离子体将不同区域的磁场聚集在一起，导致磁场线图案的局部击穿
这种现象被称为磁重联，预示着一种新的磁性结构，更重要的是，释放出巨大的能量
这些事件经常发生在太阳的外层大气中，导致爆炸性的能量释放，并将被称为日冕物质抛射的磁化气体云推离太阳(如上图所示)
如果日冕物质抛射到达地球，它会反过来触发磁尾的重新连接，释放出驱动近地空间电流的能量:亚暴
在这个过程中产生的强电场将电子加速到高能
这些电子中的一些可能来自太阳风，通过重新连接被允许进入近地空间，但是它们在亚暴中的加速对它们在极光中的作用至关重要
这些粒子随后被磁场引向极地上空的大气层
在那里，它们与氧和氮原子碰撞，激发它们发出极光
现在你知道了北极光的确切原因，你如何优化你看到它的机会？寻找远离城镇的黑暗天空
你可以越往北走越好，但你不需要在北极圈
我们在苏格兰时不时能看到它们，甚至在英格兰北部也能看到它们——尽管它们在更高的纬度上看起来更好
像英国极光观察这样的网站可以告诉你什么时候值得出门
请记住，虽然太阳上的事件可以给我们几天的警告，这些是指示性的，不是万无一失的
也许魔法的一部分在于你需要一点点运气才能看到极光的辉煌
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