少年極區(qū)空間物理學(xué)家養(yǎng)成記

來自恒星的“能量”

太陽是我們太陽系的中心恒星，它源源不斷地釋放著能量，以光和熱的形式維系著地球上的生命。然而，太陽并不平靜，它的表面和大氣層常常發(fā)生劇烈的活動，如太陽黑子、耀斑和日冕物質(zhì)拋射等。這些現(xiàn)象會產(chǎn)生大量帶電粒子和電磁輻射，形成所謂“空間天氣”。

空間天氣會影響地球附近的環(huán)境，當(dāng)大量帶電粒子沖擊地球磁場時，就會引發(fā)繽紛、美麗的極光，也可能干擾衛(wèi)星通信和導(dǎo)航系統(tǒng)，甚至影響地面的電力系統(tǒng)。

為了更好地預(yù)測這些現(xiàn)象，保護現(xiàn)代科技系統(tǒng)的正常運行，科研人員采用了許多手段。比如太陽望遠(yuǎn)鏡，它們運行于地球表面或太空中，專門觀測太陽表面的活動和大氣層的變化，捕捉細(xì)節(jié)，如我國發(fā)射的“羲和號”和“夸父一號”衛(wèi)星。

那么，我們又如何研究極光呢？

從地面向上看

太陽表面的物質(zhì)以太陽風(fēng)的形式向四周傳播，其中比較劇烈的過程被稱為“日冕物質(zhì)拋射”。

大約經(jīng)過幾十至上百小時的星際旅行，太陽拋射出的電子和質(zhì)子便會到達(dá)地球附近，并被地球磁層所阻擋。因此，這些被阻擋的帶電粒子會改變原來的運行軌跡，沿著匯聚于地球南北極的磁力線進入地球大氣層，并與大氣層發(fā)生碰撞。這些碰撞最終會導(dǎo)致極光的產(chǎn)生，同時伴隨著地磁場的劇烈變化。

所以，對于極光這種空間物理現(xiàn)象的監(jiān)測，地面的地磁監(jiān)測設(shè)備反倒會發(fā)揮出更重要的作用。全球各地遍布地磁監(jiān)測臺，提供許多實時的地磁監(jiān)測數(shù)據(jù)，幫助我們判斷極光的靠近和出現(xiàn)。

準(zhǔn)備相機，出發(fā)！

相信對于很多人來說，將自己看到的極光記錄下來，并擁有一張與極光的合影是夢寐以求的事情。極光拍攝并不簡單，總體來說，有以下幾個原則：

清晰的對焦

現(xiàn)代數(shù)碼相機大都具備自動對焦的功能，但極光通常強度較弱，想要對其自動對焦，往往會發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)了忽遠(yuǎn)忽近的“拉風(fēng)箱”現(xiàn)象。所以，極光攝影需要將相機設(shè)置為手動對焦，放大屏幕，通過天空中的星點或遠(yuǎn)處的燈光來確定對焦的準(zhǔn)確性。

穩(wěn)定的三腳架

極光拍攝一般需要幾秒鐘的曝光時間，手持拍攝難以保持穩(wěn)定，因此，一個穩(wěn)定便攜的三腳架是成功拍攝極光的必要裝備。

盡量短的曝光時間

極光爆發(fā)時，位置和亮度的變化會十分劇烈，一張快而準(zhǔn)的照片能讓你看到極光中的很多細(xì)節(jié)，其中蘊含著許多前所未見的信息，令人著迷。

鏡頭背后，是探究的雙眼和探索的心。寒冷的天空之下，宇宙的秘密正向我們徐徐展開。

（責(zé)任編輯 / 牛一名 美術(shù)編輯 / 周游）