NASA想你幫忙破解夜空神秘紫光

2016年7月25日近午夜時分，熱愛觀賞夜空的加拿大里賈納（Regina）居民Notanee Bourassa帶著他兩個孩子，走出屋外觀星，他抬頭看到天邊泛起一抹紫色的光，像一縷發亮的紫煙在夜空飄舞。Bourassa即時拍下這個不可思議的景象。約20分鐘後，紫光消逝。自少年時代就愛觀看極光，至今近30年，Bourassa知道，這不是一般極光，或許是另一樣東西。

Bourassa不是唯一看到神秘紫光的人，由美國太空總署（NASA）及美國國家科學基金（National Science Foundation）資助的民間追蹤極光計劃——「極光暴龍」（Aurorasaurus），在2015-2016年，有大約30個由業餘天文發燒友發出或分享的紫光報告。

Photo Credit: Chris Ratzlaffflickr, public domain

「極光暴龍」是由NASA科學家Liz MacDonald率領，她的團隊負責分析由業餘天文發燒友提交的相片、影片或報告，但當他們遇到這些神秘紫光時，一時間也說不準那到底是什麼。Facebook群組「艾伯塔省極光追逐者」（Alberta Aurora Chasers）的管理員Chris Ratzlaff為這紫光改了個有趣的名字STEVE（Strong Thermal Emission Velocity Enhancement）。然後，大家還是不知道STEVE是什麼來的。

Bourassa拍下STEVE那一夜，由加拿大卡爾加里大學（University of Calgary）和加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）共同營運的天文攝影機all-sky cameras，剛好也拍到當時STEVE與極光跨越穹蒼的景象，而歐洲太空總署（ESA）的人造衛星Swarm也剛剛經過STEVE的上空，紀錄了相關數據（包括粒子移動的速度和溫度）。有關STEVE的報告已發表於期刊Science Advances。

為了進一步了解這天文現象，NASA歡迎各地天文愛好者提供資料，並相信對STEVE的研究，有助了解可以影響衛星及通訊穩定的近地球太空氣候（space weather near Earth）。以下8點是現時對STEVE的初步了解：

1. 相比一般極光，STEVE出現的位置較接近赤道，似乎與加拿大卡加里（Calgary）上空的緯度相若。
2. 到目前為止，加拿大、英國、阿拉斯加、北美數個州份和紐西蘭都有STEVE出現的報告。
3. STEVE呈窄長弧形，東西向排列，延伸數百或數千英里。
4. STEVE主要發出紫光。平常見到的極光有綠、藍、紅三種顏色，可持續達數小時。
5. 有時紫光的外圍會有一條綠光帶，但綠光帶通常很快就消失。
6. STEVE一般持續20分鐘到1小時。
7. 暫時為止，STEVE的出現必然同時有極光，但有極光卻不代表能看到STEVE。科學家正研究STEVE與極光這兩種現象的關係。
8. STEVE可能只在特定季節才「露面」，由2016年10月至2017年2月，以及2017年10月至2018年2月都沒有人見過STEVE。

「就當一般極光和STEVE是不同味道的雪糕吧。它們的產生過程有點相似，都是來自太陽的帶電粒子，跟地球磁場產生互動。」Liz MacDonald說。

我們知道，來自磁層和太陽風的帶電粒子受到地球的磁場導引進入大氣層。帶電粒子和高層大氣（熱層）中的原子碰撞，造成的發光現象就是極光。但STEVE出現的緯度遠較極光為低，意味產生STEVE的帶電粒子是與較接近赤道的磁場線互動，也解釋了為何STEVE老是在加拿大南部出現。根據衛星監測的數據，STEVE包含了一些移動速度快速而溫度又極高的粒子，名為副極光區離子流（sub auroral ion drift, 簡稱SAIDs）。科學家早在1970年代已研究副極光區離子流，只是不知道原來可以呈現出紫光。

NASA表示，任何人如果想加入追蹤STEVE並提交相關資料，可以到「極光暴龍」網頁，又或者下載其免費手機軟件（Aurorasaurus）。

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