早在幾十年前,就有宇航員報告稱,在地球上空會出現奇怪的閃光,但這并沒有引起太多的關注,因為當時的人們推測,這可能是來自外太空的宇宙射線偶然擊中了宇航員的視網膜,進而使他們短暫地產生了看到閃光的幻覺。
然而在1989年的時候,這種現象得到了來自亞特蘭蒂斯號航天飛機的確認,在該航天飛機器拍攝的一份黑白影像之中,清楚地記錄到了在地球的上空出現了一道短暫的閃束,看上去就像是地球在向太空發射巨大光柱一樣。由于這種光柱是以藍色為主,因此人們後來就將其稱為「藍色噴流」。
(↑亞特蘭蒂斯號拍攝到的「藍色噴流」)
在接下來的日子里,人們又利用多種手段,如地面觀測、飛機航拍等,多次拍攝到「藍色噴流」出現時的場景,那麼,這到底是什麼情況呢?
(↑飛機上拍攝到的「藍色噴流」)
有人戲稱,這可能是地球憤怒了,它在以這樣的方式宣泄心中的怒火。當然了,這只是一種不切實際的想象,畢竟據我們所知,地球本身是沒有情緒可言的。
實際上,在多次發現了「藍色噴流」之后,科學家們也對其展開了研究,不過由于這種現象持續時間極短,通常都只有幾十到幾百毫秒,并且其出現的位置是在中高層大氣,很難對其進行系統且全面地觀測,因此相關的研究遲遲沒有太大的進展。
為了更深入地對其進行研究,在2018年的時候,科學家設計了一台名為「大氣-空間相互作用監測儀」的觀測裝置,并將其安裝在國際空間站之上,該裝置配有高速相機、光度計、X射線/伽馬射線探測器等設備,可以對地球上空進行長時間地持續監測和記錄。
經過了1年多的等待之后,「大氣-空間相互作用監測儀」終于成功地拍攝到了「藍色噴流」的影像,這段影像是在太平洋中部的上空拍攝到的,從中可以看到,地球上空的云層在經過多次閃光之后,突然向太空發射了一個巨大的藍色光柱,整個過程持續了大約400毫秒。
(↑上圖為放慢了之后的影像)
由于準備充分,此次觀測記錄到了「藍色噴流」出現時的詳細的數據,科學家在對其進行仔細研究后,給出了一個合理的推測,即:「藍色噴流」應該就是一種中高層大氣的特殊放電現象引發的。具體是怎麼回事呢?我們接著看。
我們知道,自然界中的閃電其實就是一種放電現象。關于閃電的產生原理的理論有很多,一般認為,當云層中含有大量的冰晶、過冷水滴,并且其中還存在著在垂直方向的強烈對流時,冰晶和過冷水滴就會發生頻繁的摩擦和碰撞,這會使云層中不同的微粒帶有不同的電荷。
在此過程中,由于重力和上升氣流的作用,較輕的帶正電的微粒就會集中到云層的頂部,而較重的帶負電的微粒則會向云層的底部匯聚,如此一來,就會造成云層的頂部帶正電,底部帶負電,而當它們之間的電場強度足夠大時,便會產生放電現象,這種云層內部的放電現象,也被稱為「云閃」。
而在有些時候,如果云層底部的電荷足夠多,就會在地面上感應出較強的相反電荷,并最終擊穿空氣產生下行的閃電,這也被稱為「地閃」。
同樣的道理,假如云層頂部的電荷足夠多,也會在更高層的大氣——電離層中感應出較強的相反電荷,當它們之間的電場強度足夠大時,也會擊穿空氣,進而產生上行的閃電,為了方便描述,我們不妨將其稱為「天閃」。
科學家推測,「藍色噴流」應該就是「天閃」造成的,當這種現象發生時,會激發電離層下部區域中的自由電子,然后與周圍的中性氮發生猛烈撞擊并呈圓錐形向外擴散,由于此過程會釋放出大量的可見光,因此這看上去就像是地球在向太空發射巨大光柱一樣,而其藍色則是來自于中性氮的發射光譜。
當然了,這也只是一種合理的推測,就目前的情況來看,「藍色噴流」的形成機制目前還沒有完全明確,期待在未來的研究中,科學家能夠給出確定的答案。
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