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这种天象不是极光！科学研究就像开盲盒？

首字母缩写STEVE，全称Strong Thermal Emission Velocity Enhancement，字面意思是一种由于热能引发的很强的速率增大过程。什么热？引发？加强？速率...推背感？有点抽象是不是，而且这名字也太长了，看完根本记不住

首字母缩写STEVE，全称Strong Thermal Emission Velocity Enhancement，字面意思是一种由于热能引发的很强的速率增大过程。什么热？引发？加强？速率...推背感？有点抽象是不是，而且这名字也太长了，看完根本记不住的好咩！实在最初STEVE并没有这个科学寄义，而它名字的由来也是看似绝不干系的一个“可骇故事”，这个我们留到反面再说！

我们先来看一看，科学家是怎样打开STEVE这个天象“盲盒”的。

图片：DAVE MARKEL NATIONAL GEOGRAPHIC

这款盲盒不短冖！

夜空之中一道又细又长的白色亮光，隐隐泛着淡紫色，在它下方不远处尚有绿色的像是栅栏一样竖直分列的发光条带，有朋侪看到的第一反应，“这不就是极光嘛，南北极区附近常常出现！还开啥盲盒？都能批发了....”

发急了不是！让STEVE飞一会儿

STEVE和远处的极光图片：网络

看出点端倪了没！STEVE这种天象与极光有着显着区别，起首，其上方颜色为亮白和淡紫色，下方为近乎竖直向下且隔断分布的绿色光带，极光的颜色则多为绿色、黄色或粉色；

再看外形尺寸，STEVE又细又长，跨度上可达上千公里，但是宽度却多为几十以致只有几公里，而极光的范围则要宽阔的多，两者“体型”上相差几十倍以致更大；形态与厘革方面也是天壤之别，STEVE团体上沿着一个方向迟钝活动，而且布局非常稳固，像个有点忸怩的小姑娘端坐在椅子上，反观极光，就像是闲不住的小朋侪，险些在一刻不绝的厘革着，充满灵动与跳跃的感觉；

据眼见者形貌，STEVE这种征象连续时间只有一、二非常钟，最长也就是一个小时左右，而极光则可连续数小时以致更久，最让人感到受惊的是，STEVE多次在极光带以南的地域被眼见，也就是说，在本不应出现极光的地方，看到了这种“诡异”极光。

图片：网络

出于这些颜色、形态、布局、分布等方面的差别，至少在50年前，就有人从无数的极光图片中发现了这种神奇的天象，但由于科学认知和探测本领的范围，其时并没有人对其睁开体系的科学研究。

不测抽中的盲盒隐蔽款

时间来到2017年，对STEVE天象的研究终于有所突破！这一年，NASA戈达德实验室的Elizabeth MacDonald小组，初次实现对STEVE的影像与数据观测，进而证明STEVE不是传统意义的极光，整个过程就像是盲盒抽中了大奖！

2013年发射升空的三颗欧空局Swarm卫星在500公里轨道上构成星座，专门探测地球的磁场，就在它们绕着地球一圈圈飞行的过程中，刚好从一次STEVE的上方颠末，从而获取了完备的高层大气数据，只不外此时还没有人意识到，这些数据的告急意义。

Swarm卫星图片：ESA

在对Swarm卫星数据举行处置处罚分析的过程中，其所反映出的地球空间环境着实让科研职员大吃一惊，在隔断地面200-300公里的高空中，某一地域内电场突然加强，电子的数目激增，就连磁场也发生了厘革，这到底是什么缘故起因造成的？要知道这里但是近乎真空的。她们整理了大量数据，寻遍了相干资料，也没有找到答案，只管云云，MacDonald和她的组员们隐隐感觉到，这里肯定有着人们从未发现过的东西！

转机出现在一次空间科学研讨会上，整个会场被坐的满满当当，这在以往同类聚会会议上是不多见的，厥后她们才知道，现场有一多半以致更多的人都是加拿大的极光爱好者，他们作为“高烧”玩家不但对天象过程感爱好，更是渴望探究有关极光的统统科学本质。而且在一个范畴里，他们比专业的科研职员更资深、更有上风，那就是恒久的一连对北美地域的极光举行观测，以及所积累的大量影像资料。以是，当MacDonald向各人先容Swarm卫星的发现，以及她们现在的研究效果时，人们想到，可以通过对数据获取时间的追溯，进而推算出其时卫星所处的位置，就能找到这一天雷同地域、雷同时间点极光爱好者们拍到的天象，实现天、地联动的对照观测。

巧的是，他们乐成了！这群极光发烧友险些一天不差的外出拍摄，把当天发生在天空的事故记载的一清二楚，盲盒隐蔽款就如许被抽中了。终极，通过各人上传到Alberta aurora chasers网站专区的极光照片，人们找到了“隐蔽已久”的STEVE。

图片：网络

奖品是——再来一盒，再来…

透过卫星的探测，还原了STEVE这一全新高层大气辉光征象，它发生高度靠近300公里，其附近电子被加热至约3000度高温，而且还团体沿着地球磁力线方向活动。这太神奇了！完全差别于带电粒子轰击大气微粒，通过受激辐射而产生的极光，STEVE发生的高度更高，到达了电离层以致是磁层地域，这里的氛围极为稀薄，相比发生极光高度的氛围密度，还要再低上几个数目级，偶然以致更多。换句话说，这一高度上根本就没有可以或许维持云云豁亮发光的物质数目，那到底是什么支持STEVE天象发生呢？

此时，环球的空间科学家纷纷意识到，开出来的这个STEVE“盲盒”，实在是个盲盒套娃外加售卖机，内里是关于STEVE成因的多种大概性。于是，各人都来拉（研）动（究）售（问）卖（题）机（寻）的（找）手（答）柄（案）。

发生STEVE时，高层大气环境会发生显着厘革，如电子密度升高、活动速率加快以及温度升高等，于是，作为新的线索，科学家循着这个方向开始了探索。在隔断地面60公里以上的高空，存在着被太阳辐射电离的氛围粒子，这里的大气因此被称为电离层。一样平常状态下，这些被电离的氛围告急负责无线电信号的“通过放行”与“拦截反射”工作，进而资助人们完成星地通讯和远隔断消息转达。

但当磁层或是电离层中发生能量对流活动时，好比地磁暴期间发生在极光带以南地域的带电粒子流（SAID），在其影响下，这些电离层中的电子就完全变了一番边幅，横冲直撞、上下蹦跳、以致相互撞击，假如这种对流活动能量富足强盛，使得电子高速活动的同时相互碰撞的更加剧烈，就会造成电子温度的快速升高，当它们被加热到靠近3000度时，这些电子的辉光亮度就会呈指数被放大，紫赤色的豁亮光带渐渐形成，终极在宏观上表现为STEVE被我们所看到。

图片：网络

极光活动和STEVE过程表示图片：网络

但是，处于下方的绿色“栅栏”又是怎么来的呢？通过不停地探测，人们发现在200公里左右高度上，STEVE的告急波谱会集在红线附近，这些光构成了STEVE的上半部门，而随着高度的降落，在110公里附近，STEVE则出现出绿色光谱，在形态上表现为特殊的、规则的，险些是等间距出现的绿色“栅栏”。假如不看栅栏布局，绿色光带很像是极光的边幅，发生的高度和极光符合合，现在的研究也证明，STEVE下半部门的绿色光带确实就是极光，只不外撞击大气微粒的并不是来自太阳的高能带电粒子，而是高层大气中的低能电子。

这些本来构成STEVE辉光的电子，受到上方磁层向下的作用力，进而发生部门沉降，终极撞击大气中的氮，使其核外电子发生能级厘革时放出绿色光芒。至于它为何出现出等间距的“栅栏”形态，现在科学家以为是波浪状的磁层扰动，将能量转达到电离层后产生的一种“副作用”，随着探测方法的不停进步，这个标题早晚会有答案的。

关于STEVE的名字

那是2006年上映的一部儿童动画影戏《Over the Hedge》，中文名叫篱笆墙外，注意！没有井，也没有马褂，是关于丛林中的小动物们的。影戏中有如许一段情节，一群刚刚竣事冬眠的小动物，预备去都会里饱餐一顿，但在路上它们碰到了一堵巨大无比、没有止境、令它们感到非常畏惧的篱笆墙，在一阵忙乱事后，各人一番探讨，终极决定叫它STEVE，如许再提到它的时间就不那么让人畏惧了。这是配景知识一。