長久以來，北極光以其絢麗神秘的姿態(tài)吸引著無數(shù)人的目光。盡管科學(xué)家們早已知曉，極光的形成源于高能粒子與地球氣體的劇烈碰撞，但一直有一個(gè)關(guān)鍵謎題懸而未決：究竟是什么力量，能以如此驚人的速度將帶電粒子推向地球，讓極光持續(xù)閃耀而非轉(zhuǎn)瞬即逝？

近日，一個(gè)國際研究團(tuán)隊(duì)給出了答案。由香港大學(xué)地球與行星科學(xué)部與加州大學(xué)洛杉磯分校大氣與海洋科學(xué)部聯(lián)合主導(dǎo)的研究有了重大突破，他們找到了維持極光持續(xù)閃耀的“太空電池”——阿爾芬波。

阿爾芬波是一種強(qiáng)大的等離子波，它們沿著地球磁力線涌動。如果把地球大氣比作一個(gè)舞臺，極光就是舞臺上精彩絕倫的演出，而阿爾芬波就如同持續(xù)為演出供電的“電池”，不斷為極光“充電”。

香港大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)?wèi){借在木星和土星磁層研究方面的深厚專長，運(yùn)用“行星視角”來審視地球上的這一謎題。通過追蹤粒子在太空不同區(qū)域的運(yùn)動軌跡，研究人員發(fā)現(xiàn)，阿爾芬波就像天然的粒子加速器。它們輸送的能量能夠?qū)щ娏Ｗ油迫氲厍虼髿馍钐帲M(jìn)而引發(fā)一系列產(chǎn)生極光的化學(xué)反應(yīng)。

為了驗(yàn)證這一理論，研究團(tuán)隊(duì)對美國宇航局范艾倫探測器和THEMIS任務(wù)的觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行了深入分析。衛(wèi)星數(shù)據(jù)清晰地顯示，阿爾芬波不僅能夠穿越浩瀚的太空，還會在“極光加速區(qū)”持續(xù)補(bǔ)充能量。這種源源不斷的能量注入，有效防止了電場衰竭，讓極光能夠成為一場持久的光影盛宴，而非短暫的閃光。

香港大學(xué)地球與行星科學(xué)部副教授堯中華表示，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)意義重大。它不僅為地球極光的物理學(xué)原理提供了確鑿的答案，還構(gòu)建了一個(gè)適用于太陽系內(nèi)外其他行星的普適模型。由于阿爾芬波是等離子體物理學(xué)的基礎(chǔ)現(xiàn)象，這一研究成果為星系其他區(qū)域的研究提供了“通用模型”。

堯教授還提到，港大團(tuán)隊(duì)長期專注于巨行星的極光過程研究。此次將這部分知識應(yīng)用于地球附近的高分辨率數(shù)據(jù)，成功架起了地球科學(xué)與行星探索之間的橋梁。驅(qū)動地球極光的隱形能量源，極有可能也是點(diǎn)燃木星、土星以及其他行星壯麗極光的力量。

據(jù)悉，這項(xiàng)研究成果已發(fā)表在《自然 - 通訊》期刊上。