太阳的特别礼物
在遥远的地球两端——北极和南极总是覆盖着白皑皑的冰雪，太阳公公似乎对他们不够眷顾，没有给它们充足的阳光。但其实太阳公公并不偏心，它专门为极地世界准备了一份特殊礼物——一条条用光编织而成的彩色“绸带”。它们常常飘在极地上空，为那里的人们营造了梦幻般的仙境，引发了无数美好的遐想。
这些“绸带”的名字叫做极光，是极地地区所特有的奇妙自然现象。而这份礼物的派送员是一阵阵从太阳吹来的风，名叫太阳风。太阳风可不是由普通气体分子组成的风，而是由一群小得多的带电粒子（带正电的质子和带负电的电子等）构成的等离子气体，正是这些微小的粒子（加上不带电荷的中子）构成了搭建世间万物的积木——原子。它们的速度也远比地球上的风要快得多，每秒就能飘移数百千米。当太阳表面活跃起来的时候，会喷射出高能的带电粒子流，形成迅猛的太阳风吹向宇宙。
当太阳风冲向地球，在距离地面大约5万~6.5万千米的地方，会先被一位“魅力十足”的地球护卫拦下，它就是地球磁场。我们的地球其实是个大磁铁，而北极和南极分别位于磁铁的S极和N极附近，整个地球周围分布着我们看不见、摸不着的磁场，但是你可以从坚持南北指向的指南针那里感受到它无处不在的“魅力”。许多长途迁徙的动物没有地图和导航依然能找对方向，靠的就是地球磁场的引导。
在地球磁场的循循善诱下，太阳风不再横冲直撞，而是沿着磁场向地球两极移动，并在那里向下沉降进入大气层。如果太阳风足够强烈，其中的带电粒子就会和大气层中的空气分子发生激烈的碰撞，使原本“平静”的气体分子被激发成更高能的激发态，但这种激发态维持不了多久，过段时间气体又会恢复到能量较低的稳定状态，而多余的能量就以光子的形式被释放出来，正是这些光子编织成了极地上空的极光。
是什么为极光染上了梦幻般的色彩呢？它的主要“染料”就来自大气层最常见的气体分子——氮气和氧气。受太阳风中高能带电粒子的冲击，氧原子会发出绿色或红色的光，氮原子则会发出紫色、蓝色或深红色的光。至于会调配出怎样的色彩就取决于气体分子释放的能量大小。
其实极光不光有绚丽的色彩，它的出现还伴随着劈里啪啦的“喝彩”，因为它本质上也是一种放电现象，就像闪电会伴随着雷鸣。但这种响声远在几百千米的高空之上，再加上我们周围的杂音，所以很难被听到。
虽然科学家已经揭开了极光神秘面纱的一角，但它的变幻莫测仍在不断吸引着世界各地的人前来一睹它的风采。你也一定想亲眼看看极光，那最好准备一身厚厚的衣服，在冬天或春天向极地出发。或者你也可以飞到我们在太阳系的兄弟们——木星、土星等行星那里，同样也可以看到美丽的极光。所以说，我们的太阳公公并不偏心。
作者：Mirror
审稿：张轩中（科普作家，中国物理学会会员）
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