3月31日晚，一幕神奇的景象正在美國(guó)西北部地區(qū)上演。懷俄明州市民在深邃的夜空中拍下了紅光漫天的奇景，視線盡頭的漆黑天邊，都被清晰可見(jiàn)的黃綠色光帶照亮。

有網(wǎng)友不禁驚呼：這是極端天氣來(lái)臨的預(yù)示？還是世界末日的前兆？也有天文愛(ài)好者聲稱，這樣的景象是因?yàn)樘?yáng)打了個(gè)“噴嚏”。

那么這樣的紅光到底是什么現(xiàn)象？又是怎么產(chǎn)生的呢？

點(diǎn)亮夜空的絢爛極光

其實(shí)從科學(xué)角度回答，這些點(diǎn)亮夜空的鮮艷紅光，只是一次超大規(guī)模的極光活動(dòng)，而極光活動(dòng)確實(shí)是太陽(yáng)活動(dòng)活躍的表現(xiàn)。

作為距離地球最近的恒星，太陽(yáng)除了無(wú)條件輸送給地球完美適中的光和熱，還為地球提供著自身能量活動(dòng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)、輻射和高能量粒子。地球自身的穩(wěn)定磁場(chǎng)能夠避免來(lái)自太陽(yáng)電磁波的沖擊，但南北兩極的磁場(chǎng)相對(duì)較弱，高能粒子能順利進(jìn)入大氣層。

受地球引力影響會(huì)加速下降，與大氣中的氧氣、氮?dú)獾葰怏w分子相互摩擦碰撞，產(chǎn)生一系列交互作用，發(fā)出耀眼的光照亮夜空，便產(chǎn)生了極光。在外形上常常呈弧狀、帶狀、放射狀。有些形態(tài)趨于穩(wěn)定，有些會(huì)處于連續(xù)變化之中。

科學(xué)家認(rèn)為，極光是太空中的高能帶電粒子，飛入極區(qū)附近的高層大氣引發(fā)的自然奇觀。由于往往出現(xiàn)在兩極附近。如果在南極出現(xiàn)就被稱為南極光，在北極出現(xiàn)就是北極光。

在大多數(shù)人的印象中，極光往往是明亮的黃綠色，就像在天空中點(diǎn)燃了一般。但也有天文愛(ài)好者用專業(yè)設(shè)備曾觀測(cè)到藍(lán)色、紫色等其它顏色的極光，甚至也有夾雜不同顏色的極光。

不同顏色從何而來(lái)？

為什么極光會(huì)有不同顏色？

主要是因?yàn)榉肿?、原子可以吸收或發(fā)射特定波長(zhǎng)的光，這樣的光可以改變能量狀態(tài)。地球上層的大氣，越往上大氣越稀薄，高空中的分子和原子在吸收、釋放能量的過(guò)程中可以發(fā)光，自然而然就會(huì)產(chǎn)生極光。

光的顏色與波長(zhǎng)有關(guān)，所以在高空中不同高度的分子就會(huì)渲染出不同顏色的光。當(dāng)海拔高度比較低時(shí)，短態(tài)激發(fā)出的氧原子就會(huì)渲染出綠色的極光，到了海拔較高的高空時(shí)，長(zhǎng)態(tài)激發(fā)氧原子就會(huì)形成紅色的極光。如果極光遍布大氣層不同的高度，那么在視覺(jué)上就會(huì)呈現(xiàn)上紅下綠的漸變色。

從海拔上看，美國(guó)西北部許多州的緯度并不算很高。就在紅光漫天的當(dāng)夜，美國(guó)衛(wèi)星確實(shí)捕捉到了太陽(yáng)表面有一個(gè)很亮的點(diǎn)，衛(wèi)星局報(bào)告稱太陽(yáng)出現(xiàn)了一次較強(qiáng)的耀斑爆發(fā)。這個(gè)被戲稱為“太陽(yáng)的噴嚏”，在科學(xué)上就是指這次耀斑爆發(fā)的活動(dòng)。

太陽(yáng)耀斑的實(shí)質(zhì)，是太陽(yáng)內(nèi)部電磁輻射的大規(guī)模爆發(fā)。它也是大氣中最激烈的爆發(fā)活動(dòng)，持續(xù)時(shí)長(zhǎng)短到幾分鐘，長(zhǎng)到數(shù)小時(shí)不等。

根據(jù)測(cè)量等級(jí)，太陽(yáng)耀斑可以分為A、B、C、M、X級(jí)，等級(jí)最高、最強(qiáng)烈的就是X級(jí)。此次美國(guó)上空觀測(cè)到的這一爆發(fā)的耀斑，在等級(jí)上被劃分為X級(jí)耀斑。

但這次活動(dòng)又是X級(jí)別耀斑中劇烈程度最弱的低檔耀斑，相當(dāng)于向地球打了一個(gè)噴嚏，不至于對(duì)地球產(chǎn)生嚴(yán)重影響，至多可能會(huì)對(duì)太陽(yáng)直射點(diǎn)附近的無(wú)線電通訊，產(chǎn)生一定程度的干擾，整體影響程度不大。

地球也不止一次受到從太陽(yáng)而來(lái)的耀斑“襲擊”：2018年4月20日，一股猛烈的太陽(yáng)風(fēng)，讓大氣層突然噴出一股強(qiáng)有力的電磁和高能粒子，這些射線和粒子幾天后飛入了地球大氣層，并引發(fā)了強(qiáng)烈的地球磁暴。就在今年1月29日，太陽(yáng)又爆發(fā)了一次M級(jí)耀斑，大多數(shù)人幾乎沒(méi)什么感覺(jué)，但埃隆·馬斯克的Space X公司剛向太空發(fā)射的40顆星鏈衛(wèi)星卻瞬間被摧毀，數(shù)百億美元的心血成了星際碎末。

而距離此次耀斑爆發(fā)最近的一次X級(jí)耀斑的日期也相當(dāng)近，是在2021年10月28日。天文學(xué)家稱，在此之前的數(shù)十年里，太陽(yáng)活動(dòng)處于持續(xù)的低谷期，那次耀斑活動(dòng)表明太陽(yáng)完全走出了兩個(gè)活動(dòng)周期相接的低谷。

3月31日觀測(cè)到的X級(jí)耀斑，則意味著太陽(yáng)活動(dòng)正進(jìn)一步變得活躍，隨后幾年中，X級(jí)耀斑事件將可能會(huì)更頻繁地進(jìn)入我們的視野。也就是說(shuō)，未來(lái)一段時(shí)間，紅綠極光閃耀夜空的奇景出現(xiàn)的頻次將會(huì)進(jìn)一步增多。

歷史上的“極光之最”

也有人發(fā)出這樣的疑問(wèn)，如果太陽(yáng)正好在和地球距離最近的時(shí)候打了個(gè)“噴嚏”，是否會(huì)對(duì)地球有災(zāi)難般的影響？

歷史上確實(shí)發(fā)生過(guò)這樣的巧合，這就是著名的“卡林頓事件”。

1859年，業(yè)余天文學(xué)家卡林頓正在觀測(cè)天象時(shí)，突然發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)北側(cè)出現(xiàn)了兩道耀眼的光，持續(xù)了1分鐘左右。幾分鐘之后，英國(guó)天文臺(tái)就探測(cè)出地球磁場(chǎng)正在劇烈變化。

大約18小時(shí)后，地磁強(qiáng)度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)時(shí)能測(cè)量的極值，強(qiáng)烈的地磁風(fēng)暴導(dǎo)致了電報(bào)系統(tǒng)幾乎全部失靈，有的電報(bào)塔架還在閃著火花，不多久就燃起了大火。

與此同時(shí)，天空中一道絢麗的極光從北極開(kāi)始一路向南延伸，后來(lái)的記錄數(shù)據(jù)表明，造成這一切的“罪魁禍?zhǔn)住本褪且粋€(gè)巨大的太陽(yáng)耀斑。耀斑爆發(fā)以后，最先到達(dá)地球的就是太陽(yáng)磁輻射，其中所含的X射線和紫外線會(huì)直接導(dǎo)致大氣中電子密度直線上升，同時(shí)無(wú)線電通訊就會(huì)出現(xiàn)大面積故障。

不多久，一小撮帶電粒子也開(kāi)始瞄準(zhǔn)地球磁層，人類發(fā)射的衛(wèi)星很可能會(huì)遭到破壞，同時(shí)比較脆弱的電離層也會(huì)受到干擾，此時(shí)人類的無(wú)線電通訊系統(tǒng)將全面崩盤。

10幾個(gè)小時(shí)之后，帶電粒子會(huì)全部“到場(chǎng)”，地球上就會(huì)刮起一場(chǎng)極其猛烈的地磁風(fēng)暴，帶電粒子所到之處，所有的電子系統(tǒng)和電力設(shè)施都會(huì)受到毀滅性重創(chuàng)，這幾乎意味著人類回瞬間回到原始時(shí)代。

根據(jù)估算，如果“卡林頓事件”發(fā)生在當(dāng)今社會(huì)，人類至少會(huì)有2萬(wàn)億美元的經(jīng)濟(jì)損失，更可怕的是，整個(gè)人類社會(huì)將至少需要4至10年才完成初步恢復(fù)。

人類該如何避免“天外災(zāi)難”？

幸運(yùn)的是，“卡林頓”事件發(fā)生在300年前的過(guò)去。但另一個(gè)遺憾是，對(duì)于太陽(yáng)耀斑引發(fā)的電磁活動(dòng)，無(wú)論小到電磁干擾還是大到通訊系統(tǒng)崩盤。以目前人類科技水平來(lái)說(shuō)，沒(méi)有任何力量去抵御或避免。畢竟人類和地球在太陽(yáng)這顆恒星面前，顯得過(guò)于弱小。

即使人類無(wú)法建筑起一個(gè)保護(hù)體系，但對(duì)于預(yù)測(cè)還是有一些辦法。目前天文監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以做到提前3天預(yù)警，也就是在太陽(yáng)下一個(gè)“噴嚏”來(lái)臨之前，我們有短暫的時(shí)間來(lái)做準(zhǔn)備。比如關(guān)閉電子設(shè)備、切開(kāi)電力系統(tǒng)的連接等，盡可能把損失和影響減到最小。

當(dāng)然，人類社會(huì)正在以前所未有的速度突飛猛進(jìn)，相信不久的未來(lái)，科技水平將對(duì)耀斑活動(dòng)帶來(lái)的危害構(gòu)建起更堅(jiān)固的保護(hù)罩。

作者：一念 校稿編輯：李子