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兩極極光不對稱 由太陽、地球磁場互動所致

2019/1/28 — 18:28

資料圖片,圖片來源:Lightscape, Unsplash

資料圖片,圖片來源:Lightscape, Unsplash

以往北極、南極光都被認為是由沿著磁場線 (magnetic fields lines) 活動的帶電粒子,碰撞大氣原子而產生的現象,兩者並無差別。不過 10 年前一項研究卻發現,兩極極光的形狀看起來可完全不同,擁有不同形狀,也會在不對稱地區出現——形成不對稱現象。

去年 11 月刊於《Journal of Geophysical Research: Space Physics》的研究,就嘗試解釋兩極極光的不對稱現象。研究人員認為,兩極極光不同,有機會是太陽風暴以及其磁場,影響著地球磁尾 (magnetotail) 形狀所致。所謂地球磁尾,即是遠離地球磁場線尾段。

研究人員指出,每當太陽磁場抵達地球時都是由東向西移動,磁場也會與地球南北兩地的磁場產生不同的相互作用。這種作用會對地球磁場造成壓力,出現傾斜現象,而磁場傾斜現象可解釋到為甚麼兩極極光會有不同形狀,以及在不對稱的位置出現。

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以往也曾有研究嘗試找出不對稱性成因。其中一個假說,是指地球磁尾磁場線會被分開,繼而重新連接後,產生兩極不對稱現象。然而,今次研究則指出,磁場線重新連接,反而會減少兩極極光的不對稱性。

除了找出兩極極光不對稱性現象的成因外,更重要是找出太陽和地球兩者的關係,而這類發現更有助科學家準確估計太空天氣活動的位置及時間,預早準備好這類活動對於電網、人造衛星,以及太空人造成的影響。另一相關、刊於《Annales Geophysicae》的研究,也詳細描述了 2001 年 8 月的磁暴 (geomagnetic storm) 對極光不對稱性的影響,由此更進一步了解地球跟太陽間的關係。 

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來源:
Phys.org, Study presents surprising explanation for differences in Southern and Northern Lights, 25 January 2019

報告:

  1. Østgaard, N., Reistad, J.P., Tenfjord, P., Laundal, K.M., Rexer, T. & et al. (2018). The asymmetric geospace as displayed during the geomagnetic storm on 17 August 2001. Ann. Geophys., 36, 1577-1596, 2018. DOI: 10.5194/angeo-36-1577-2018
  2. Ohma, A., Østgaard, N., Reistad, J.P., Tenfjord, P. & et al. (2018). Evolution of Asymmetrically Displaced Footpoints During Substorms. Journal of Geophysical Research: Space Physics, 123, 12. DOI: 10.1029/2018JA025869

文/Edward Ho 、審核/Alan Chiu

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