6月5日那天,NASA宇航员杰西卡·迈尔(Jessica Meir)蜷在SpaceX龙飞船里,透过舷窗往下看,一道发光的绿色轨迹正在地球表面蜿蜒扭动,像一条巨大的、带着呼吸的光蛇。这不是某种故障,也不是她第一次见到极光,但这一次,光就在飞船正下方“跳舞”,近得仿佛伸手就能触到。国际空间站当时的轨道位置在澳大利亚珀斯西南方向的印度洋上空,而迈尔的龙飞船正暂时脱离空间站,停靠在旁边,这给了她一个少有的、几乎垂直向下的观看角度。

“和之前见过的极光不同,这次的光就在我们正下方蜿蜒游动,简直像在表演。”两天后,她在社交平台上分享了一段延时视频,并写道,“我对这种飘渺又触动情绪的奇观充满敬畏。”

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这段视频里,绿色的光带弯曲、拉伸、分裂又合拢,动作流畅得像慢速播放的水下舞蹈。如果只看静态照片,你可能会觉得那不过是夜空被涂上一抹荧绿色,但动态画面把极光的“活”感还给了观看者。这其实是一起近期太阳事件的直接后果——太阳活动增强时,大量带电粒子撞向地球,在我们头顶几百公里的地方画出了光的痕迹。

不是魔法,是低气压高层里氧原子在“喘口气”

极光的原理并不神秘,但把那些物理词翻译成日常画面,会更容易体会其中精妙。太阳无时无刻不在往外抛射带电粒子,这叫做太阳风。平时太阳风比较温和,但有时候,比如太阳上发生耀斑爆发或者日冕物质抛射时,粒子流会突然加速且密度大增。这些东西以每秒几百公里的速度冲过来,撞上地球磁场后,会被导向南北两极方向,并在那里钻入高层大气。

你可以把地球磁力线想象成一张无形的网,粒子顺着网线滑向极区,然后与大气里的原子、分子撞在一起,把能量传给后者。这些被“激”了一把的原子分子安静不下来,多出来的能量必须放掉,而它们放能的方式,就是发光。

颜色本身在悄悄告诉我们,到底是哪种气体在参与这场碰撞,以及这些反应发生在多高的地方。绿色是极光中最常见也最醒目的颜色,它来自海拔较低处(大约60到180英里,约合96到290公里)的氧原子。而有时候人们会拍到极光顶部泛出红色,那也是氧气的作品,不过发生在更高的空间,通常超过180英里。氮气则可能贡献出蓝色或紫红色的边缘。迈尔看到的绿光带恰好说明,主要“玩家”是低层氧。

这场光的舞蹈是谁在“排舞”

那段视频里光带之所以显得像蛇一样扭动,是因为带电粒子流的强度并非均匀,且地球磁场在局部会随着太阳风的冲击而抖动。当磁场线像被拨动的琴弦一样振动时,粒子注入的位置跟着移动,发光区域也就随之变形、曲折,形成肉眼可见的动态纹理。迈尔用的延时摄影更压缩了时间,让几分钟内的波动看起来像连贯的舞蹈,但这正是极光真正的运动状态,只不过肉眼直接看时,变化会慢一些,像在缓缓呼吸。

这次观察的另一个特殊之处在于位置:通常空间站宇航员看到的极光,大多是从侧面掠过,挂在远处的大气层边缘。而迈尔所在的龙飞船当时飞得较低,且空间站轨道刚好从一片强极光的正上方穿过,给了她一种“光就在脚下”的俯视视角。这种视角在地面上永远不可能有——站在冰岛或塔斯马尼亚看极光时,它是从地平线升起的帷幔;但在这里,它是脚下的河流。

一个容易被忽略的事实:地球不是唯一有极光的星球

极光并不专属于地球。任何同时具备大气层和磁场的行星,理论上都能产生极光现象。如果说地球的极光像一场精致的室内灯光秀,那么木星上的极光就可以算得上整个太阳系最豪华的户外演出。据估计,木星极光的亮度可以达到地球极光的1000倍以上,而且规模大得惊人,几乎持续存在。木星强大的磁场(比地球强得多)和它卫星火山活动补充的带电粒子,共同造就了这种规模。土星也会用紫外光波长画出极光环,近年来韦布望远镜和哈勃望远镜都曾捕捉到这些景象。

把视角拉回地球,极光虽然壮观,但它背后的太阳风暴如果太过强烈,也可能对卫星通信、电网甚至宇航员健康构成威胁。这也解释了为什么迈尔和她的同事们会在龙飞船里“暂避”——当太阳活动预报显示可能有高能粒子暴,空间站的某些区域需要临时撤退到防护更好的舱段,而龙飞船本身有更厚的屏蔽层。所以她说“蜷在龙飞船里”并不是为了看风景,而是一次预定的安全操作,风景只是附带赠品。

看极光的人,也在做着让未来更远的事情

杰西卡·迈尔并不是专职的极光摄影师。她是SpaceX Crew-12任务的成员,今年2月就抵达了国际空间站,计划在轨道上工作八个月。任务的核心不是观光,而是推动一系列有望帮到地面上人类生活的实验,同时也为未来月球和火星任务铺路。

在空间站上,她和同事们正在研究导致肺炎的细菌是如何引发心脏损伤的——这在地面上每年影响大量住院患者,理解微重力环境下的感染机制或许能带来新疗法。他们还在尝试开发一种能在需要时即时制备静脉输液的技术,这对长途太空旅行至关重要,因为不可能携带无限量的生理盐水;同时也能服务于地球上的偏远地区或灾害现场。另一项实验关注太空飞行可能对人体产生的影响,这些数据的长期积累,是未来宇航员飞向更深空时必须跨过的门槛。

所以,当迈尔被脚下那条幽绿的光带震撼时,她所处的环境其实是一间漂浮的实验室,窗外是宇宙级别的放电现象,窗内是朝着更远太空迈进的一小步。那道光既是自然美的巅峰,也是人类出于生存和好奇而不断把自己送上轨道时,偶尔得到的独家馈赠。

下一次,你看到的可能不是绿光

可以想象,未来前往月球火星的航天器上,宇航员或许会看到另一种极光。月球没有全球磁场,但火星局部地壳有剩磁,加上稀薄大气,可能会产生规模较小但形态奇特的局地极光。也就是说,那道蜿蜒的光带,未来某天可能不是在印度洋上空,而是在火星某处荒原之上扭动。迈尔所惊叹的“飘渺又触动情绪”的光,那时候或许会重新定义我们对另一个世界的感受。

而这一切,都源自太阳打个喷嚏,地球(或别的星星)接着应一声。千百年间,人们用神话解释它,用恐惧对待它,现在,我们用延时摄影记录它,用轨道实验室里的仪器解析它,同时屏住呼吸,任它在脚下扭成一条惊艳的绿蛇——这大概是科学与诗意最能握手言和的瞬间。