近日，我國青年攝影師們在喜馬拉雅山拍攝星空與銀河時，意外在相機(jī)中發(fā)現(xiàn)一連串橙紅色呈卷須狀的閃電。在經(jīng)過一番查詢之后，二人這才知道，自己竟然在無意間抓拍到了出現(xiàn)頻次為幾十分之一秒的紅色精靈閃電。
紅色精靈閃電，是天文學(xué)中對于“精靈閃電”的一種簡單劃分。因?yàn)檫@種閃電的出現(xiàn)頻次實(shí)在是太過難以捕捉，出現(xiàn)時間和紅色精靈閃電一樣，只有幾十分之一秒，甚至是更短的時間。
紅色精靈出現(xiàn)的原因
所謂“精靈閃電”，其實(shí)指的就是一種中高層大氣出現(xiàn)的放電現(xiàn)象。這種現(xiàn)象原理與對流層的一般閃電現(xiàn)象相似，但由于出現(xiàn)時間短，形成原因復(fù)雜，因此在國際上又被稱作“瞬態(tài)發(fā)光事件”。瞬態(tài)發(fā)光事件并不是地球獨(dú)有，而是每一個擁有大氣層的行星都會發(fā)生的現(xiàn)象。
精靈閃電，就屬于瞬態(tài)發(fā)光事件中的一個類別。不過就目前國際氣象領(lǐng)域?qū)λ矐B(tài)發(fā)光事件的了解來看，幾乎沒有一次瞬態(tài)發(fā)光事件不是與精靈閃電有關(guān)的。
比如在2020年的11月份，NASA航天局發(fā)射的“朱諾號”木星探測器，就曾探測到木星上發(fā)生的瞬態(tài)發(fā)光事件。不過由于木星與地球的大氣構(gòu)成成分不同，所以木星上出現(xiàn)的瞬態(tài)發(fā)光事件與地球上的截然不同。從“朱諾號”光譜儀上發(fā)回的數(shù)據(jù)來看，木星上的瞬態(tài)發(fā)光事件基本上是由紫外線輻射條組成。
在木星大氣的風(fēng)暴之中，這條紫外線輻射條的出現(xiàn)雖然極為突兀，但還是被緊密“監(jiān)視”著木星的“朱諾號”探測器探測并記錄了下來。經(jīng)過紫外線光譜儀分析，在大氣風(fēng)暴中形成這條紫外線輻射條的原因，與地球上精靈閃電的形成如出一轍。同時，它的出現(xiàn)時間也非常短暫，只在幾十分之一秒以內(nèi)。
作為精靈閃電，紅色閃電相比起“紫色閃電”而言，要更加的稀有罕見。用一些閃電攝影愛好者的話來說，珠峰的“珠峰婚紗”可能一年能夠看見一百次，但是十年時間，都不見得可以看到一次紅色閃電。
使得紅色閃電如此罕見的主要原因，是因?yàn)樗恼Q生，需要達(dá)到的自然條件太過苛刻。以目前國際氣象界對紅色閃電的了解來看，每一次紅色閃電的發(fā)生，都需要云層頂端積蓄大量的正電荷，這樣才能保證在發(fā)生閃電之后，電離層和云層之間形成足夠強(qiáng)大的電場。
因?yàn)橹挥性谶@種電場形成之后，才能夠吸引閃電中的電子向上移動。然后在電子的移動過程中，與氣體分子發(fā)生碰撞，稀釋閃電周圍的空氣。屆時，電子將會得到遠(yuǎn)超自身的能量，只要在這個時候再與氣體分子進(jìn)行撞擊，就會讓分子發(fā)出紅色的輝光。經(jīng)過了這一系列的“巧合”，紅色閃電才有可能出現(xiàn)。
但就算紅色閃電出現(xiàn)了，我們也很難能夠觀測得到。因?yàn)榧t色閃電的發(fā)生地點(diǎn)，通常都在離地面40公里至90公里的高層大氣之中。在沒有足夠發(fā)達(dá)的科技之前，我們就算是發(fā)現(xiàn)了紅色閃電，也無法紀(jì)錄和探究它究竟因何而產(chǎn)生。
紅色閃電的追尋之路
世界歷史上首次有人提出精靈閃電這一猜測，是在1886年一場大型雷暴過后。一位乘著熱氣球飛上了高空的西方氣象學(xué)家遠(yuǎn)遠(yuǎn)地遙望到了一片雷暴，并見到了這一閃而逝的精靈。
但當(dāng)時的科學(xué)界根本就沒有有關(guān)精靈閃電的紀(jì)錄，也沒有人將目光落在精靈閃電上面。再加上當(dāng)時科學(xué)技術(shù)的限制，所以從1886年到之后的100年間，雖然總是有人聲稱看到了精靈閃電，但卻始終拿不出確鑿的證據(jù)來進(jìn)行證明。直到1989年，美明尼蘇達(dá)綜合大學(xué)的一位物理學(xué)教授喬安（John）有了最先進(jìn)的科研設(shè)備，才首次成功的紀(jì)錄了精靈閃電的形態(tài)。精靈閃電不止紅色閃電一種，但在研究中高層大氣這一方面，紅色閃電的出現(xiàn)無疑能夠給氣象學(xué)專家們以更好地幫助。
所以在精靈閃電的面紗被揭開之后，西方氣象學(xué)界當(dāng)即出現(xiàn)了“精靈熱”，許多國際知名大學(xué)中的物理學(xué)研究室紛紛調(diào)轉(zhuǎn)方向，開始研究起了這種閃電現(xiàn)象?？赡呐乱援?dāng)時的科技手段，想要捕捉到精靈閃電，尤其是精靈閃電中十分稀少的“紅色精靈”，卻依舊是一件難之又難的事情。
好在苦心人天不負(fù)，在美太空總署的研究飛機(jī)配合下，阿拉斯加大學(xué)桑特蒙教授所率領(lǐng)的紅色閃電研究團(tuán)隊，最終與于1994年在北明尼蘇達(dá)州的一片大型雷云中捕捉到了紅色閃電。
在對紅色閃電進(jìn)行研究的過程中，諸多物理學(xué)家們紛紛開始嘗試去解釋紅色閃電出現(xiàn)的原因。但還是因?yàn)榭萍际侄蔚南拗?，物理學(xué)家們你爭來我爭去，誰都拿不出一個能夠說服其他人的猜想。但對于紅色閃電的追尋并為此落下帷幕，各國物理學(xué)家們肚子里都憋了一口氣，想要第一個找出紅色閃電出現(xiàn)的原理，然后名留青史，順便為世界物理學(xué)和氣象學(xué)添磚加瓦。
這種爭執(zhí)一直到過完了千禧年，時間進(jìn)入到二十一世紀(jì)。在世界科技水平在二十一世紀(jì)迎來井噴式的發(fā)展之后，物理學(xué)家們對成功解釋紅色閃電的信念也越發(fā)濃郁?？芍钡浆F(xiàn)在，哪怕有了更高靈敏度的相機(jī)，物理學(xué)家們對紅色閃電出現(xiàn)的原因依舊是只知其然不知其所以然。
當(dāng)然了，這并不影響天文愛好者們對紅色閃電這種罕見氣象的觀察。套用一位氣象學(xué)科普博主的話來說，隨著近十年來科技的進(jìn)步，民用攝影設(shè)備的更新?lián)Q代，使得人們拍攝精靈閃電的想法逐漸成為了現(xiàn)實(shí)。雖然精靈閃電依舊有著許多的謎團(tuán)和未知，但卻不妨礙它成為我們科學(xué)生活中的一道亮眼的色彩。
10年難得一見！喜馬拉雅山發(fā)現(xiàn)“精靈閃電”，這是怎么形成的？
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