瑰丽极光、璀璨流星,一直是我们追求的美丽景观,但你知道这两种景观都是怎么形成的吗?我们一起来学习一下。
极光:高能带电粒子与大气分子的碰撞
极光以其瑰丽的色彩和流动的形态给人带来无穷的幻想,是大自然带给我们的另一个魔术。博闻多识的亚里士多德称之为“天上的裂隙”,北欧神话认为那是女武神们驰骋天际时,铠甲反射的光芒,在中国传说中则是烛照极地、临驭风雪的北国烛龙……
这个魔术的原理直到1896年才被挪威的物理学家伯克兰揭示出来:太阳发射的高能带电粒子流被地球磁场捕获,在地磁场的作用下沿着地球的磁力线做螺旋运动,并逐渐到达两极地区,与那里的大气分子碰撞,激发大气分子发光,就形成了极光。
极光的色彩来源于不同分子的激发,一般氧气分子发出绿色和红色的光,氮气分子则发出紫、蓝和一些深红色的光。太阳的活动以11年为周期,因此极光的发生是很罕见的。
流星:宇宙流星体与大气的摩擦
不过我们不必期待这样罕见的爆发,有另外一种途径可以领略这些天外的色彩,那就是流星。
在许多照片中,流星都拖着黯淡的绿色尾迹出现在半空,瞬间又变成红色,然后发出耀眼的黄白色光芒,再像燃尽的火柴一般消失在茫茫的夜色中……
你可曾想过,这样漂亮景象的产生,其实源于宇宙中抛过来的一块石头。这些流星体大多是宇宙中的尘粒和陨石,在接近地球时受到地球的引力而进入地球大气层。
由于与大气摩擦产生了大量的热量,岩石开始熔化,其中所含的铁、钠、镁等金属元素剧烈燃烧,发出耀眼的强光。连续变化的颜色来自于不同的元素,让一块石头在夜空的背景下显得格外绚丽。
看到这里你应该明白,极光和流星都是大气分子碰撞形成的了!
撰文/王梓 明海
本文节选自《知识就是力量》杂志