长久以来，北极光以其绚丽神秘的姿态吸引着无数人的目光。尽管科学家们早已知晓，极光的形成源于高能粒子与地球气体的剧烈碰撞，但一直有一个关键谜题悬而未决：究竟是什么力量，能以如此惊人的速度将带电粒子推向地球，让极光持续闪耀而非转瞬即逝？
近日，一个国际研究团队给出了答案。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主导的研究有了重大突破，他们找到了维持极光持续闪耀的“太空电池”——阿尔芬波。
阿尔芬波是一种强大的等离子波，它们沿着地球磁力线涌动。如果把地球大气比作一个舞台，极光就是舞台上精彩绝伦的演出，而阿尔芬波就如同持续为演出供电的“电池”，不断为极光“充电”。
香港大学研究团队凭借在木星和土星磁层研究方面的深厚专长，运用“行星视角”来审视地球上的这一谜题。通过追踪粒子在太空不同区域的运动轨迹，研究人员发现，阿尔芬波就像天然的粒子加速器。它们输送的能量能够将带电粒子推入地球大气深处，进而引发一系列产生极光的化学反应。
为了验证这一理论，研究团队对美国宇航局范艾伦探测器和THEMIS任务的观测数据进行了深入分析。卫星数据清晰地显示，阿尔芬波不仅能够穿越浩瀚的太空，还会在“极光加速区”持续补充能量。这种源源不断的能量注入，有效防止了电场衰竭，让极光能够成为一场持久的光影盛宴，而非短暂的闪光。
香港大学地球与行星科学部副教授尧中华表示，这项发现意义重大。它不仅为地球极光的物理学原理提供了确凿的答案，还构建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的基础现象，这一研究成果为星系其他区域的研究提供了“通用模型”。
尧教授还提到，港大团队长期专注于巨行星的极光过程研究。此次将这部分知识应用于地球附近的高分辨率数据，成功架起了地球科学与行星探索之间的桥梁。驱动地球极光的隐形能量源，极有可能也是点燃木星、土星以及其他行星壮丽极光的力量。
据悉，这项研究成果已发表在《自然 - 通讯》期刊上。
