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编译：DAIKIN
校对：姜力萌
编排：刘斯媛
后台：朱宸宇
https://www.space.com/what-is-steve
极光这个名词很熟悉了，大家即使没亲眼见过，也都在电视或者图片上见过。但STEVE这个东西小编也是第一次听说了。STEVE是一种神秘的大气现象，直到 2016 年才被正式发现。它和极光密不可分，但又不尽相同。如果有机会去了极地，要怎么观测这极光圈中“卷”到出名的“史蒂夫”呢？
STEVE 是一种与极光相似但又不尽相同的大气现象。
（图源：Ami Bornstein, Getty Images）
极光可能是夜空中最著名的大气现象，但它肯定不是唯一的一种。比如我们今日的主角STEVE。
根据美国地球物理联合会 ( AGU)的说法，STEVE（强热发射速度增强，即“史蒂夫”）是一种类似极光的光芒，通常伴随着北极光出现，但它是一种独特的现象。根据2018 年发表在《科学进展》上关于STEVE 的第一项研究， STEVE 是在 2015 年至 2016 年间由加拿大追逐极光的民间科学家发现的。
STEVE是什么？
“史蒂夫”是夜空中一道类似于极光的紫色光芒。事实上，史蒂夫都是和极光一起被观察到的。欧洲航天局（ESA）表示，这是因为这两种现象都被认为是由相同的太空天气事件造成的。
当来自太阳的带电粒子撞击地球时，我们的磁场会将粒子重定向到北极和南极。
然后，带电粒子进入地球大气层，激发气体原子和分子，并产生北极光和南极光。这个过程类似于霓虹灯的工作原理：当分子和原子被电子“激发”时，它们必须返回到原始能级（基态），并以光子（光）的形式释放能量来实现这一点。
与此同时，根据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 的说法，其中一些太阳辐射（以超高速等离子体流的形式）加热了高层大气中的气体，这就是“史蒂夫”产生的原因。因此，“史蒂夫”是炽热的发光气体。
谁发现了史蒂夫？什么时候发现的？
第一篇关于 STEVE 的论文于 2018 年发表。（图源：Alan Dyer/VW Pics/Universal Images Group via Getty Images）
据 CBC报道，第一篇关于 STEVE 的论文发表于 2018 年，但其灵感来自于 Facebook 上的群组—Alberta Aurora Chasers 中的业余极光追逐者和民间科学家的照片。该群组在 2015 年至 2016 年间多次拍摄了这一现象，并在一次讲座结束后的一天晚上，在一家酒吧将观察结果带给了美国宇航局 (NASA) 的太空科学家伊丽莎白·麦克唐纳 (Elizabeth MacDonald) 和卡尔加里大学的埃里克·多诺万 (Eric Donovan)。研究人员开始对史蒂夫进行调查，从而发表了第一篇论文。
有趣的是，历史记录中确实提到了“史蒂夫”这个现象（尽管不是这个名字）——我们只是忘记了它们。波士顿大学的 STEVE 研究员、STEVE 原始论文的合著者之一、波士顿大学的 STEVE 研究员 Toshi Nishimura 告诉Space.com：“STEVE “流行”起来后，科学家们回顾了极光的历史观测，并意识到在 1890 年代和 1910 年代就曾报道过类似 STEVE 的现象。当时没有彩色照片，所以很难确认它是否真的是‘史蒂夫’。但他们对其的描述，‘一条发光带……就像一颗大彗星的直尾’，与我们现在描述的史蒂夫一致。”
史蒂夫常见问题解答
极光中的史蒂夫是什么？
史蒂夫不是极光，尽管它们都是发光的大气现象。不过它确实与极光同时发生，因为同一过程促成了这两种现象。但并不是极光出现的时候，“史蒂夫”也会出现，这其中的原因尚不得知。
史蒂夫和极光有什么区别？
从视觉上看，史蒂夫似乎是天空中的淡紫色或洋红色条纹，而极光通常表现为绿色光带。从物理角度上讲，史蒂夫是由发光的加热气体产生的，而极光是由发光的带电粒子产生的。
为什么史蒂夫很少见？
虽然我们不常见到 STEVE，但它可能并不是想象中的那么罕见。我们很长时间没有注意到它，是因为我们并没有观测正确的区域。现在我们对史蒂夫进行了更多的研究，可能会发现它并不罕见，就像极光一样。不过，有趣的是，它出现的频率确实低于极光，但我们不确定为什么。
史蒂夫这个名字代表什么？
STEVE 是Strong Thermal Emission Velocity Enhancement强热发射速度增强的缩写。（图源：Alan Dyer/VW Pics/Universal Images Group via Getty Images）
如今，STEVE 代表Strong Thermal Emission Velocity Enhancement强热发射速度增强。但这个名字有一个有趣的背景故事——STEVE 是一个反缩写词，也就是先有的缩写，才有的完整名字。
据加拿大广播公司报道，拍摄到这一现象的加拿大极光追逐者是第一个称其为“STEVE”的人。为什么非要叫史蒂夫呢？因为一部动画电影《篱笆墙外》中，一个动物角色发现了一处神秘的树篱，他们决定将其命名为“史蒂夫”，试图让它看起来不那么可怕。对于天上的史蒂夫光带来说也是如此。
后来史蒂夫成为一个真正的科学发现，研究人员就将这种现象命名为“STEVE”，以表达对艾伯塔极光追逐者的认可。
极光都还没有亲眼见过的你，怎么能才能看到史蒂夫？
“史蒂夫”出现的纬度比极光的低，这意味着你可以在比极光带更南的区域看到它。根据我们目前对史蒂夫的了解，您看到它的最佳机会是在大型地磁风暴期间——与产生了鲜艳醒目的极光的风暴类型相同。并且在秋季和春季午夜前的某个时间，出现史蒂夫的可能性更大。但史蒂夫仍然是一个相对较少被发现的现象。到目前为止，它只与极光一起出现过。
是什么导致了史蒂夫？
是约100-200 公里的高层大气中的发光高温气：中性气体与等离子体流高速碰撞，加热了大气。
为什么过了这么久才发现并命名史蒂夫？
史蒂夫出现在极光带（极光出现的高纬度环形区域）靠近赤道方向。由于大多数极光科学家都关注极光带，因此史蒂夫所在的区域被忽视了。该地区的极光成像仪较少。但史蒂夫发生在许多民间科学家外出拍摄夜空照片的地区。这就是为什么是由民间科学家先观测到了STEVE，然后科学家们才开始关注这个现象。
你在哪里可以看到史蒂夫？
史蒂夫出现在极光带靠近赤道方向，例如加拿大南部、阿拉斯加南部、北欧、新西兰和澳大利亚。这里的人口比极光带的人口多得多，因此很多人不用北上就能看到史蒂夫。
史蒂夫总是和极光一起出现，还是它可以单独出现？
史蒂夫总是与极光带中的极光联系在一起。这是因为高纬度地区的极光将能量传送到低纬度地区，为史蒂夫提供能量。它通常发生在地磁风暴期间，也就是极光变得特别明亮时。本文展示了史蒂夫的一些示例照片。STEVE旁边有绿色光带散出，称为漫射极光。
史蒂夫是可以预测的吗？
在某种程度上。史蒂夫发生在一种称为“亚暴”的现象期间，这是包括极光在内的磁层中的爆炸性能量释放过程。当地磁暴期间发生大型亚暴时，STEVE就有机会出现。春季和秋季的午夜前发生的几率较高。
但并不是所有的亚暴都会产生史蒂夫。大型亚暴最终还会产生不同类型的极光发射，称为质子极光和稳定极光红（SAR）弧。目前尚不清楚为什么只有一部分亚暴才会产生史蒂夫。
责任编辑：DAIKIN
牧夫新媒体编辑部
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意大利上空的红色极光
图源： NASA
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