3月31日晚，一幕神奇的景象正在美國西北部地區(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，都被清晰可見的黃綠色光帶照亮。

有網(wǎng)友不禁驚呼：這是極端天氣來臨的預示？還是世界末日的前兆？也有天文愛好者聲稱，這樣的景象是因為太陽打了個“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？

點亮夜空的絢爛極光

其實從科學角度回答，這些點亮夜空的鮮艷紅光，只是一次超大規(guī)模的極光活動，而極光活動確實是太陽活動活躍的表現(xiàn)。

作為距離地球最近的恒星，太陽除了無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產(chǎn)生的磁場、輻射和高能量粒子。地球自身的穩(wěn)定磁場能夠避免來自太陽電磁波的沖擊，但南北兩極的磁場相對較弱，高能粒子能順利進入大氣層。

受地球引力影響會加速下降，與大氣中的氧氣、氮氣等氣體分子相互摩擦碰撞，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，有些會處于連續(xù)變化之中。

科學家認為，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，就像在天空中點燃了一般。但也有天文愛好者用專業(yè)設備曾觀測到藍色、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？

為什么極光會有不同顏色？

主要是因為分子、原子可以吸收或發(fā)射特定波長的光，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、釋放能量的過程中可以發(fā)光，自然而然就會產(chǎn)生極光。

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

從海拔上看，美國西北部許多州的緯度并不算很高。就在紅光漫天的當夜，美國衛(wèi)星確實捕捉到了太陽表面有一個很亮的點，衛(wèi)星局報告稱太陽出現(xiàn)了一次較強的耀斑爆發(fā)。這個被戲稱為“太陽的噴嚏”，在科學上就是指這次耀斑爆發(fā)的活動。

太陽耀斑的實質，是太陽內部電磁輻射的大規(guī)模爆發(fā)。它也是大氣中最激烈的爆發(fā)活動，持續(xù)時長短到幾分鐘，長到數(shù)小時不等。

根據(jù)測量等級，太陽耀斑可以分為A、B、C、M、X級，等級最高、最強烈的就是X級。此次美國上空觀測到的這一爆發(fā)的耀斑，在等級上被劃分為X級耀斑。

但這次活動又是X級別耀斑中劇烈程度最弱的低檔耀斑，相當于向地球打了一個噴嚏，不至于對地球產(chǎn)生嚴重影響，至多可能會對太陽直射點附近的無線電通訊，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而來的耀斑“襲擊”：2018年4月20日，一股猛烈的太陽風，讓大氣層突然噴出一股強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)了強烈的地球磁暴。就在今年1月29日，太陽又爆發(fā)了一次M級耀斑，大多數(shù)人幾乎沒什么感覺，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級耀斑的日期也相當近，是在2021年10月28日。天文學家稱，在此之前的數(shù)十年里，太陽活動處于持續(xù)的低谷期，那次耀斑活動表明太陽完全走出了兩個活動周期相接的低谷。

3月31日觀測到的X級耀斑，則意味著太陽活動正進一步變得活躍，隨后幾年中，X級耀斑事件將可能會更頻繁地進入我們的視野。也就是說，未來一段時間，紅綠極光閃耀夜空的奇景出現(xiàn)的頻次將會進一步增多。

歷史上的“極光之最”

也有人發(fā)出這樣的疑問，如果太陽正好在和地球距離最近的時候打了個“噴嚏”，是否會對地球有災難般的影響？

歷史上確實發(fā)生過這樣的巧合，這就是著名的“卡林頓事件”。

1859年，業(yè)余天文學家卡林頓正在觀測天象時，突然發(fā)現(xiàn)太陽北側出現(xiàn)了兩道耀眼的光，持續(xù)了1分鐘左右。幾分鐘之后，英國天文臺就探測出地球磁場正在劇烈變化。

大約18小時后，地磁強度已經(jīng)遠遠超出當時能測量的極值，強烈的地磁風暴導致了電報系統(tǒng)幾乎全部失靈，有的電報塔架還在閃著火花，不多久就燃起了大火。

與此同時，天空中一道絢麗的極光從北極開始一路向南延伸，后來的記錄數(shù)據(jù)表明，造成這一切的“罪魁禍首”就是一個巨大的太陽耀斑。耀斑爆發(fā)以后，最先到達地球的就是太陽磁輻射，其中所含的X射線和紫外線會直接導致大氣中電子密度直線上升，同時無線電通訊就會出現(xiàn)大面積故障。

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

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

根據(jù)估算，如果“卡林頓事件”發(fā)生在當今社會，人類至少會有2萬億美元的經(jīng)濟損失，更可怕的是，整個人類社會將至少需要4至10年才完成初步恢復。

人類該如何避免“天外災難”？

幸運的是，“卡林頓”事件發(fā)生在300年前的過去。但另一個遺憾是，對于太陽耀斑引發(fā)的電磁活動，無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說，沒有任何力量去抵御或避免。畢竟人類和地球在太陽這顆恒星面前，顯得過于弱小。

即使人類無法建筑起一個保護體系，但對于預測還是有一些辦法。目前天文監(jiān)測系統(tǒng)可以做到提前3天預警，也就是在太陽下一個“噴嚏”來臨之前，我們有短暫的時間來做準備。比如關閉電子設備、切開電力系統(tǒng)的連接等，盡可能把損失和影響減到最小。

當然，人類社會正在以前所未有的速度突飛猛進，相信不久的未來，科技水平將對耀斑活動帶來的危害構建起更堅固的保護罩。

作者：一念 校稿編輯：李子