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研究来自：爱荷华大学
消息来源：ScienceDaily
翻译整理：北向
编辑排版：临近空间的奥秘编辑组
著名的南北极光已经被研究了几千年，但它们仍然有秘密未揭开。物理学家描述了一种新现象，他们称之为“漫反射极光擦除器”，在这种现象中，背景光的斑被吸掉，然后突然加剧并重新出现。
几千年来，高纬度地区的人类一直被极光（北极光和南极光）所吸引。然而，即使过了那么久，地球上那飘渺的、舞动的光带似乎仍保留着一些秘密。
在一项新的研究中，由爱荷华大学领导的物理学家们报道了地球大气光秀的一个新特征。通过研究近20年前拍摄的视频，研究人员描述了多个例子：漫射极光的一部分——通常伴随着明亮极光的微弱背景光——变暗，就像被巨大的吸墨纸擦洗一样，然后，在很短的一段时间后，黑斑部分突然出现。
研究人员说，这种现象，他们称之为“漫射极光擦除器”，它从未在科学文献中被提及，这一发现发表在《地球物理研究杂志》空间物理学上。
极光发生在从太阳流出来的带电粒子（称为太阳风）与地球的保护性磁泡相互作用时。其中一些粒子逃逸并落向我们的星球，它们与地球大气中的气体碰撞时释放的能量产生了与极光有关的光。
爱荷华州物理与天文学系助理教授、研究报告合著者艾莉森·杰尼斯说：“这些擦除器的特点我们以前不知道，但现在知道了它们的存在。这是一个被忽视的普遍现象，还是很罕见？”
“知道它们的存在意味着有一个过程正在创造它们，”杰尼斯继续说，“这可能是一个我们还没有开始研究的过程，因为我们直到现在才知道它们正在发生。”
年3月15日，卡尔加里大学的物理学家大卫·克努森在加拿大哈德逊湾的一个小镇丘吉尔用一部摄像机拍摄了极光。克努森的团队有点沮丧，天气预报要求天空晴朗、阴暗——这通常是观看极光的最佳条件——但没有出现令人眼花缭乱的光。尽管如此，研究小组还是使用了一种专门设计用来捕捉微光的相机，这种相机很像夜视镜。
尽管科学家们用自己的眼睛向上凝视时只看到了大部分的黑暗，但相机捕捉到了各种各样的极光活动，包括一个不寻常的序列，其中漫射的极光区域消失了，然后又回来了。
克努森看着正在录制的视频，在笔记本上潦草地写道：“跳动的‘黑光’漫射辉光，然后在几秒钟内填满。”
“让我惊讶的是，当一个补丁变亮并关闭时，背景漫射的极光被抹去了，这让我把它写在笔记本上。它消失了，”克努森，土生土长的爱荷华州人，研究了超过35年的极光，也是研究报告的合著者：“漫射的极光上有一个洞。半分钟左右，这个洞就会被填满。我以前从没见过这样的事。”
▲极光/by百度图片
但那之后，这一记录处于休眠状态，视频未经研究，直到爱荷华州的杰恩斯把它交给研究生莱利·特洛尔调查。杰恩斯在年的一次科学会议上得知了克努森的录音，并在几年后的博士论文《漫射极光》中引用了这一笔记。现在杰恩斯在爱荷华州任教，她想更多地了解这一现象。
“我知道那里有东西，并且是不同的和独特的，一位物理和天文学系助理教授：“我有一些想法可以用来分析，但我还没有做到。我把它交给了莱利，他更进一步，自己分析数据并得出一些重要结论。”
来自阿拉斯加州费尔班克斯的特洛尔兴致勃勃地接受了这项任务。
“我是看着成百上千的极光成长起来的，”特洛尔说，他在爱荷华州攻读博士学位已经是第三年了，“它们是我成长轨迹中的一部分，我可以一边学习，一边和我的家乡保持联系。”
特洛尔创建了一个软件程序，当微弱的黑斑清晰可见时，输入视频中的帧。在两个小时的录音中，他总共记录了22个擦除器事件。
“我们发现的最有价值的东西是显示极光从擦除器事件（当漫射极光被抹去）到再次填充或着色所需的时间，”该论文的通讯作者特洛尔说：“以及从被抹去的状态回到漫射极光所需的时间。在这方面的研究将有助于未来磁场的建模。”
杰恩斯说，学习漫射极光擦除器类似于研究DNA以了解整个人体。
“从太空落入我们大气层的粒子会影响大气层和气候，”杰尼斯说：“虽然带有漫射极光的粒子可能不是主要原因，但它们像小积木一样，可以帮助我们理解极光，并可能拓宽我们对极光如何在太阳系其他行星上发生的理解。”
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