極光,無論是北極光還是南極光,都是壯觀的天象,是地球磁場、大氣層和從太陽飛出的粒子流之間的複雜相互作用。最終的產品非常華麗,色彩繽紛的窗簾一直延伸到太空。有時,它們會呈現橙色——但它們真的是這種顏色嗎?
雖然色彩繽紛,但極光展示並不是一套完整的 Pantone 樣品。燈光具有特定的顏色,這是由它們的產生方式決定的。由於與太陽粒子的相互作用,大氣中的原子被電離,它們失去電子,或它們的電子移動到激發態。回到現狀(重新獲得電子,或電子回到基態)意味著原子失去能量,能量以光的形式釋放。
原子和分子的世界是量子化的。電子處於激發態時可以具有的能量始終相同,因此以光形式釋放的能量始終具有相同的顏色。所以,極光大多是綠色的,因為這是氧氣釋放的顏色,很容易激發。
有其他顏色,不那麼常見,但也不是非常罕見;例如,您可以看到綠燈伴隨著紅燈。紅酒有兩個來源:第一種較深的紅色來自氮原子,根據能量的不同,氮原子也會產生紫色、藍色和粉紅色的暗示。
但如果陽光特別活躍,就會有氧氣產生紅色。目前這一點很重要——我們正在接近太陽活動極大期,這意味著會有更多的太陽風暴和太陽耀斑,從而出現更多的極光。這標題影像和縮時拍攝多於是在地磁風暴期間拍攝的日前。
產生紅色的激發的壽命相當長。氧氣可以處於激發狀態近兩分鐘,因此它只發生在大氣層高處,那裡的碰撞很少見。這些是經常看到的紅色極光,位於綠色極光之上。
我們覆蓋了綠色和紅色(甚至粉紅色、紫色和藍色),但沒有覆蓋橙色。然而,有些北極光呈現橘色,有時呈現黃色──那麼這是怎麼回事呢?好吧,這只是我們的眼睛和相機在欺騙我們。
就像舞台閃電上的濾色鏡可以使事物呈現出不同的顏色一樣,綠色和紅色極光也可以呈現出橙色色調。它不是由任何原子發射的,但在條件合適的情況下可以看到橙色極光。
關於橙色極光是否存在,可能還需要進行一場哲學辯論,但無論我們是否認為它是真實的,我們都可以同意它看起來非常漂亮。
[H/T:太空天氣]