少年极区空间物理学家养成记

作者: 李斌

来自恒星的“能量”

太阳是我们太阳系的中心恒星,它源源不断地释放着能量,以光和热的形式维系着地球上的生命。然而,太阳并不平静,它的表面和大气层常常发生剧烈的活动,如太阳黑子、耀斑和日冕物质抛射等。这些现象会产生大量带电粒子和电磁辐射,形成所谓“空间天气”。

空间天气会影响地球附近的环境,当大量带电粒子冲击地球磁场时,就会引发缤纷、美丽的极光,也可能干扰卫星通信和导航系统,甚至影响地面的电力系统。

为了更好地预测这些现象,保护现代科技系统的正常运行,科研人员采用了许多手段。比如太阳望远镜,它们运行于地球表面或太空中,专门观测太阳表面的活动和大气层的变化,捕捉细节,如我国发射的“羲和号”和“夸父一号”卫星。

那么,我们又如何研究极光呢?

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作者和同事安装维护地面观测设备

从地面向上看

太阳表面的物质以太阳风的形式向四周传播,其中比较剧烈的过程被称为“日冕物质抛射”。

大约经过几十至上百小时的星际旅行,太阳抛射出的电子和质子便会到达地球附近,并被地球磁层所阻挡。因此,这些被阻挡的带电粒子会改变原来的运行轨迹,沿着汇聚于地球南北极的磁力线进入地球大气层,并与大气层发生碰撞。这些碰撞最终会导致极光的产生,同时伴随着地磁场的剧烈变化。

所以,对于极光这种空间物理现象的监测,地面的地磁监测设备反倒会发挥出更重要的作用。全球各地遍布地磁监测台,提供许多实时的地磁监测数据,帮助我们判断极光的靠近和出现。

准备相机,出发!

相信对于很多人来说,将自己看到的极光记录下来,并拥有一张与极光的合影是梦寐以求的事情。极光拍摄并不简单,总体来说,有以下几个原则:

清晰的对焦

现代数码相机大都具备自动对焦的功能,但极光通常强度较弱,想要对其自动对焦,往往会发现系统出现了忽远忽近的“拉风箱”现象。所以,极光摄影需要将相机设置为手动对焦,放大屏幕,通过天空中的星点或远处的灯光来确定对焦的准确性。

稳定的三脚架

极光拍摄一般需要几秒钟的曝光时间,手持拍摄难以保持稳定,因此,一个稳定便携的三脚架是成功拍摄极光的必要装备。

尽量短的曝光时间

极光爆发时,位置和亮度的变化会十分剧烈,一张快而准的照片能让你看到极光中的很多细节,其中蕴含着许多前所未见的信息,令人着迷。

镜头背后,是探究的双眼和探索的心。寒冷的天空之下,宇宙的秘密正向我们徐徐展开。

(责任编辑 / 牛一名 美术编辑 / 周游)

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