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摘要：北极光的高速视频揭示了为什么辉煌的天象有时会像闪光灯一样闪烁：这都是关于气体的。他们在寻找“爆炸性极光”的照片，这种极光会时断时续地闪烁，而不是像大多数极光摄影师所寻找的那样形成窗帘状的形状。这些带电粒子沿着磁力线高速运动，并与地球最高层大气中的气体原子碰撞，这一区域被称为外大气层。北极光并不总是产生彩色的窗帘。
北极光的高速视频揭示了为什么辉煌的天象有时会像闪光灯一样闪烁：这都是关于气体的。
来自东京大学和日本极地研究所的一个团队花了三年时间拍摄北极光的高速视频。他们在寻找“爆炸性极光”的照片，这种极光会时断时续地闪烁，而不是像大多数极光摄影师所寻找的那样形成窗帘状的形状。他们发现的
不仅是众所周知的每十分之一秒发生一次的闪烁，而且还有更快的脉冲。他们发现，有些极光每秒闪烁50到60次，有些极光每秒闪烁80次。[极光照片：看到令人惊叹的北极光]
极光发生在太阳带电粒子撞击地球磁场几千英里的高度。这些带电粒子沿着磁力线高速运动，并与地球最高层大气中的气体原子碰撞，这一区域被称为外大气层。据美国国家海洋和大气管理局网站报道，当碰撞发生时，空气中的氧和氮原子会发光。根据NASA的说法，氧气发出绿黄色或红色的光，而氮气通常发出蓝色的光。
北极光并不总是产生彩色的窗帘。有时它们像闪光灯一样闪烁。（Atiketta Sangasaeng/Shutterstock）研究人员通过观看视频片段，可以跟踪速度更快的光脉冲，以看到它们的规则频率，这表明闪烁的发生是因为一些原子具有所谓的回旋加速器频率，他们说。回旋加速器频率是一个离子——一个原子被剥夺了一个或多个电子——以螺旋运动围绕磁场线旋转的频率。在氧的情况下，原子以每秒10次的速度旋转。这就产生了一个电磁离子回旋加速器，或称电磁波，它通过带电粒子（称为等离子体）的气体传播。电磁波从1800英里到900英里（3000到1500公里）的高空开始在大气中传播。波是各种气体原子（氧、氢和氮）的电子在磁场线附近来回运动的振荡。（就像一大群人在体育场里做电波一样。）
电子波在等离子体中产生电波，这些电波与带电粒子相互作用。这些带电粒子——主要是自由电子——到达海拔约250至60英里（400至100公里）的低海拔大气，撞击大气中的气体分子，形成极光。同时，当波沿着磁力线传播时，它 ... 等离子体中的离子以特征频率发光。当带电粒子在电磁波的 ... 下同步运动时，它们发出的辐射我们可以看作是一种“节拍”与回旋加速器频率相匹配的闪烁。仔细检查闪烁可以发现等离子体中有哪些气体。
“详细观察闪烁有助于我们诊断太空中的周围等离子体环境，该研究的合著者，美国国家极地研究所的Ryuho Kataoka在一封电子邮件中告诉Live Science，
观测结果显示，闪烁的能量比氧气还多，氧气的回旋频率为每秒10次。另一种，更快的闪烁可能是由于氢。”“氢离子的回旋频率是氧离子的16倍，而氦离子的回旋频率是氧离子的4倍，”Kataoka说所以，如果以10赫兹的氧气频率作为基线，那么“氢带”电磁波出现在40赫兹到160赫兹的频率范围内，“这就是闪烁速度更快的地方。
在视频中，你可以看到60到120英里（100到200公里）高空氧气特有的绿色。在更高的高度，氧在红色波长范围内发射。
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