帶電粒子與地球大氣分子相互作用可產生各種發光現象,最著名就是極光,但這並不是大氣唯一美景。有種更微妙現象稱為氣輝,從太空能獲得最佳觀賞視野,國際空間站最近便拍攝了地球被一層金色輝光覆蓋的美麗照片。
氣輝(airglow)是行星大氣層非常弱的發射光,只要陽光(紫外線輻射)與地球高層大氣原子、分子相互作用就會產生,大部分來自50~300公里的狹窄區域,可讓科學家觀察高空稀薄大氣層的運動與分布概況。
其中黃色輝光由大氣鈉顆粒引起,紅色輝光則由氧氣、氮與羥基離子在數百公里高空反應引起,但由於陽光散射,這種現象在白天不會被注意到。
因此觀賞氣輝最佳位置是太空,2024年1月21日,國際空間站在飛越巴布亞紐幾內亞東北部太平洋時從離地415公里高度拍攝了一張照片,顯出地球地平線之上籠罩著一層明亮金色輝光,還有與星空背景形成鮮明對比的赤褐色光帶。
事實上氣輝在太陽活動極大期間更常見,早在1935年,科學家就意識到氣輝在太陽活動極大期前後會達高峰,這是因為太陽活動加熱地球高層大氣引起更多碰撞,雖然氣輝不一定需要太陽活動,但與太陽周期有著強烈關聯,現在研究指出,當太陽接近活動極大期,氣輝亮度最高可增加40%。
(首圖來源:NASA)