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絢爛的極光之舞
2025/09/05 16:49:07瀏覽159|回應0|推薦1

2025年是欣賞極光的絕佳時機,也是今年很夯的特殊遊程。NASA與NOAA去年底宣布,太陽進入11年週期的極大期,太陽黑子增加,太陽風暴更強烈,極光也會更加明亮絢爛。追星族何不趁此時安排一趟極光的旅行。

配合今年精彩絢麗的極光之舞,台北市立天文館從春四月便推出「遇見歐若菈」特展,展期直延續到秋十月,時間長達半年。會安排如此長的展期,其實大有用意,只因一年當中最容易出現極光的時節,便是春分和秋分前後不久的時間。假如你錯過了春分賞極光,不妨選在秋分(即9/23)前後規畫北國極光之旅,也可以到天文館來趟歐若菈臥遊,體驗感動滿滿的光之絢舞。

文/吳福河 圖/台北市立天文館

時節即將來到白露,秋分就在眼前,叫聲不歇的寒蟬準備要為這酷熱的炎夏畫下句點了。古人說,一入秋,一場秋雨一場寒。柳永在「雨霖鈴」的詞中也這樣說:寒蟬淒切,對長亭晚,驟雨初歇。深秋近了。

幾天前,兩位朋友來訪,我們在山裡的咖啡店,一是敘敘舊,二是他們十月要到加拿大賞極光,希望能收集一些建議。他們要在今年10月前往,秋分後不久。加上今年正處於太陽活躍極大期的一個高峰時,確實是個好時機。

極光這種輝光,人們最先是在地球的南北極區附近看見的。伽利略是第一位解釋這種輝光的科學家,他認為這種輝光的出現和太陽黑子活動有關。伽利略從西元1610年就開始研究太陽黑子,到了1613年還寫了一本有關太陽黑子的書,名為「有關太陽黑子的書信」。不過這本書在1616年被教會列為禁書。

伽利略又說,這種輝光是地球大氣層反射太陽的光。1619年他把這種輝光稱為Aurora Borealis,Aurora是古羅馬神話中的曙光女神,Borealis是北方的意思。伽利略雖然解釋錯了,不過從此我們就將這種輝光用Aurora稱呼它,因Aurora幾乎都在極區附近,也把它譯成「極光」。

極光其實不是地球上專有的。太陽系另外7顆行星都有,矮行星冥王星也有,太陽系中至少有5顆衛星也有,甚至67P彗星都有極光,真是極光輝映太陽系。

地球極光是地球神祕又壯觀的自然現象。它的發生有三個條件。一是太陽風。二是地球的磁場。三是地球的大氣。

太陽不停地會從它的最外層日冕層送出帶電的粒子流,這粒子流主要是由電子、質子和α粒子所組成的。這粒子流就是太陽風。

而地球是一顆巨大的磁石,這個磁石的兩極就在地球地理南北兩極附近。地磁北極和地理北極、地磁南極和地理南極,都各有約11°的夾角,就是所謂的磁偏角。而地球表面的磁力線,是從地磁的南極發出,經地表指向地磁的北極,樣子看起來有點像一顆蘋果。當太陽風來到地球時,地球的磁場會形成磁層保護著地球,並將這些帶電粒子流導向地磁的南北兩極。

當這些帶電粒子進入地球大氣高層(80公里以上)後,和大氣中的原子、分子(主要是氧和氮)發生碰撞,這會使氣體原子、分子中的電子被激發到更高的軌道能階,呈不穩定狀態。電子在不穩定狀態下,它會回到原有穩定的能階,這時會釋放出多餘的能量,並以光子的形式呈現。不同氣體的原子、分子在不同能階躍遷時、會產生不同波長的光,從而產生多種顏色的光。

極光顏色如果有綠色的,那是離地面約100-200公里大氣中的氧原子被激發後產生的。有紅色的,大都是200公里以上大氣中的氧原子,或是約80-100公里處的氮分子被激發後產生的。至於藍色和紫色的極光,通常是較低高度的氮分子被激發後產生的。另外,極光出現的緯度,約各在南北緯67度的環狀區域。

為了能如願欣賞到極光,有幾點是需要留意的:

1.一年裡更容易出現極光的時節是春分、秋分前後不久的時間裡。因在春分、秋分前後不久,以地球為中心,和太陽相反的一側,有「磁索」交錯的情況最為頻繁。這時地球的磁場和磁索的連結更為直接,能更容易將帶電粒子導引到地球兩極,所以更容易引發極光。

在此先說明一下什麼是磁索?「磁索」有時我們稱為「磁繩」,是一種扭曲的磁場結構,看起來像一條麻繩。地球的磁力線相互靠近時,會發生「磁重聯」。「磁重聯」是描述磁力線斷開再重新連結的過程。在這過程中,磁力線會形成螺旋狀的結構,看起來像麻繩,這就是「磁索」。

2.要注意天氣和光害。

3.最好欣賞極光的地點為越靠近南北緯67度的地方越好。

4.欣賞極光最好的時間大約是晚上22:00到凌晨02:00之間。

5.選擇太陽活躍的期間。太陽的活躍以11年為一週期,上一次的週期來到2019年12月告一段落。從2019年12月又是另一週期開始,隨著時間,太陽越來越活躍,到了今年,可以說是這一週期太陽活躍的頂峰期。

6.可先上網查詢「KP值」。「KP值」是預測地磁活動的指標,它是「磁情指數」,這兩個縮寫字是來自德語「Kennziffer Planetarische」。「KP值」分為0-9,數字越大,表示地磁活動越強烈,看到極光的範圍會更廣。

7.在可賞極光的時間裡,北半球是從9月到下一年的3月。南半球是當年的3月到9月。

中國有一本古書「河圖稽命徵」,書中記載,黃帝的母親附寶在夜空中看到極光照亮原野,並環繞北斗七星,因而懷孕產下黃帝。我請這兩位朋友,如果能如願看到極光,幫我往大熊座方向拍下極光,我也想感受這極光環繞北斗七星的震撼。

(附註:吳福河為前台北市立天文科學教育館推廣組長)
( 休閒生活旅人手札 )
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