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，是天文學中對于“精靈閃電”的一種簡單劃分。因為這種閃電的出現(xiàn)頻次實在是太過難以捕捉，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，是因為它的誕生，需要達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大的電場。
因為只有在這種電場形成之后，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，電子將會得到遠超自身的能量，只要在這個時候再與氣體分子進行撞擊，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。因為紅色閃電的發(fā)生地點，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)達的科技之前，我們就算是發(fā)現(xiàn)了紅色閃電，也無法紀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家遠遠地遙望到了一片雷暴，并見到了這一閃而逝的精靈。
但當時的科學界根本就沒有有關精靈閃電的紀錄，也沒有人將目光落在精靈閃電上面。再加上當時科學技術的限制，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)來進行證明。直到1989年，美明尼蘇達綜合大學的一位物理學教授喬安（John）有了最先進的科研設備，才首次成功的紀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，西方氣象學界當即出現(xiàn)了“精靈熱”，許多國際知名大學中的物理學研究室紛紛調(diào)轉(zhuǎn)方向，開始研究起了這種閃電現(xiàn)象?？赡呐乱援敃r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，在美太空總署的研究飛機配合下，阿拉斯加大學桑特蒙教授所率領的紅色閃電研究團隊，最終與于1994年在北明尼蘇達州的一片大型雷云中捕捉到了紅色閃電。
在對紅色閃電進行研究的過程中，諸多物理學家們紛紛開始嘗試去解釋紅色閃電出現(xiàn)的原因。但還是因為科技手段的限制，物理學家們你爭來我爭去，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，順便為世界物理學和氣象學添磚加瓦。
這種爭執(zhí)一直到過完了千禧年，時間進入到二十一世紀。在世界科技水平在二十一世紀迎來井噴式的發(fā)展之后，物理學家們對成功解釋紅色閃電的信念也越發(fā)濃郁。可直到現(xiàn)在，哪怕有了更高靈敏度的相機，物理學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。套用一位氣象學科普博主的話來說，隨著近十年來科技的進步，民用攝影設備的更新?lián)Q代，使得人們拍攝精靈閃電的想法逐漸成為了現(xiàn)實。雖然精靈閃電依舊有著許多的謎團和未知，但卻不妨礙它成為我們科學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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