长久以来，北极光以其绚丽多变的色彩和神秘莫测的形态，成为地球上最令人着迷的大气现象之一。科学家们早已知晓，极光的形成源于高能粒子与地球大气中气体分子的剧烈碰撞，但一个关键问题始终悬而未决：是什么力量能够持续不断地将这些粒子加速推向地球，从而维持极光的持久闪耀？
近日，一支由香港大学地球与行星科学部与加州大学洛杉矶分校大气与海洋科学部联合组成的研究团队，终于揭开了这一谜团背后的科学真相。他们发现，一种名为阿尔芬波的等离子波，正是驱动极光持续闪耀的“隐形能源”。这些波沿着地球磁力线传播，如同不断为极光“充电”的太空电池，确保了极光能够长时间稳定存在。
研究团队指出，若将地球大气比作一个巨大的舞台，那么极光便是这场光影盛宴中的主角。而要维持这场表演的持续进行，就需要源源不断的能量供应。此前，科学家们虽然观测到了电场加速粒子下落的现象，但一直无法解释这些电场为何能够长时间保持活跃而不衰竭。阿尔芬波的发现，恰好填补了这一理论空白。
阿尔芬波是一种强大的等离子波，它们能够沿着地球磁力线传播，并将能量输送至地球大气深处。研究团队通过追踪粒子在太空中的运动轨迹，证实了阿尔芬波在粒子加速过程中扮演了关键角色。这些波输送的能量，将带电粒子推入地球大气，从而引发一系列化学反应，最终产生了我们看到的极光。
为了验证这一理论，研究团队分析了美国宇航局范艾伦探测器和THEMIS任务的观测数据。卫星数据表明，阿尔芬波不仅能够穿越广阔的太空，还能在“极光加速区”持续补充能量，从而防止了电场的衰竭。这一发现，使得极光从瞬时的闪光转变为持久的光影表演。
香港大学地球与行星科学部副教授尧中华表示，这项发现不仅为地球极光的物理学原理提供了确凿的证据，还建立了一个适用于太阳系内外其他行星的普适模型。由于阿尔芬波是等离子体物理学中的基础现象，这一研究对于理解星系其他区域的极光现象也具有重要意义。
尧教授还提到，港大团队长期致力于巨行星极光过程的研究。通过将这部分知识应用于地球附近的高分辨率数据，他们成功架起了地球科学与行星探索之间的桥梁。他推测，驱动地球极光的隐形能量源，很可能也正是点燃木星、土星及其他行星壮丽极光的力量。
这项研究成果已于近期发表在《自然-通讯》期刊上，引起了科学界的广泛关注。
