为什么太阳风暴后地球上会出现极光？

太平洋时间2024年5月10日晚上10:54，从华盛顿州卢米岛看到的极光。（图片: Jeff Carter）

从犹他州熊湖看到的极光景色。图片来源：NASA/Bill Dunford

这几天，地球上许多地方的人们都目睹了绚丽的极光，甚至原本很难看到极光的中国北京、美国加利福尼亚州和佛罗里达州等地也出现了极光。

这轮罕见的全球“极光秀”源自二十多年来最强大的太阳风暴。那么为什么太阳爆发之后，地球上就会出现极光呢？

NASA太阳动力学天文台拍摄到的太阳耀斑。

太阳耀斑(NASA)

美国国家航空航天局（NASA）解释说，太阳爆发通常包括两种现象：太阳耀斑和日冕物质抛射（Coronal Mass Ejections, 简称CME）。它们通常同时发生，但并非总是如此。

太阳耀斑是强烈的闪光，是太阳复杂磁场突然重组的结果。日冕物质抛射是充满太阳粒子和磁场的巨大云团，可以到达太阳系的任何地方，包括我们地球。

艺术家笔下的示意图，显示了太阳物质云（或称日冕物质抛射CME）从太阳逃逸到太空中。

太阳耀斑到达我们的速度很快——光到达地球只需要大约 8 分钟。而由于日冕物质抛射由粒子组成，它们可能需要数天时间才能抵达地球。但是一旦抵达，它们就会引发极光。

当日冕物质抛射与地球磁场碰撞时，它会将太阳粒子释放到近地空间。这些粒子沿着地球的磁场线进入我们的大气层，在极地附近形成一个“环”状的极光区。

这些进入的粒子击中大气中的气体，使其加热并发光：这就是极光。极光的颜色取决于气体的种类和高度。氧气会发出红色或蓝色的光；氮气会发出绿色、蓝色或粉红色的光。

像最近发生的强烈、反复的爆发会扩大极光椭圆，将极光推向低纬度地区。据报道，5月10日晚上北极光最南到达了巴哈马群岛！