相信在很多人的人生清单上，去阿拉斯加看一场极光一定榜上有名。漆黑亘古的苍穹下，突然爆发出一缕又一缕荧光，横穿天际，如同光幕，像烟花般绚烂爆发又很快消失无踪，宛若上帝之光，蕴含着无穷无尽的秘密，克里族（北美洲的印第安人）称乎极光是“舞动的精灵”，中世纪的欧洲人认为极光是神的标志，这样一个只出现于高纬度地区夜晚的神秘光线，一直到20世纪人类才真正了解它的产生原因，也无外乎古人会觉得其神秘而近乎神祇了。

但是大家有没有发现，大部分照片里显示的极光都是蓝绿色的，偶尔能看到红色极光，其他的颜色几乎从未出现过，这是为什么呢？今天漫游君就带大家来了解了解极光的秘密。

来自太阳的精灵

要了解极光，我们首先要了解“发光”这个事情。

我们知道当木柴点燃之后会产生火焰，工匠把铁高温熔化之后变成发光的液体，钨丝通电加热之后会产生强烈地亮光...把很多物体加热到高温，它们都会发光。

实际上，任何高于绝对零度的物体都会发光，我们都知道宇宙中的物质都由原子构成，原子的内部结构则是由原子核和电子构成的，在经典物理学的世界里，原子结构像一个恒星模型，电子永恒地围绕着原子核按照一定轨道运行，就像地球绕着太阳做公转一样。但是在量子物理学的世界里，电子的运行轨迹要复杂的多，简而言之，电子是“跃迁“式前进的，很多科学家会用电子概率云来形容。

电子实际上是沿着一个轨迹运行一段时间之后，像一个幽灵一般突然消失，然后又突然出现在另一个区域，就像我们乘坐电梯从一楼到三楼，却完全没有路过二楼一样。

为什么电子会跃迁式运动呢？其实来源于其对光线（能量）的吸收，当电子获得了一定的能量之后，它的运动半径便会提升，它便会跃迁到其他轨道，而一旦没有了能量的补充，它便又会回落，由于每个原子的化学性质是稳定的，电子也只会在既定的区域和概率里出现，而在此过程中电子会散发出电磁波，当电磁波的波长在人眼能够看到的范围时，物体就开始发光了。

那么，我们再把目光投向极光。

极光产生的原因其实很简单，我们的太阳是一个怒气冲冲，随时都在爆炸的星球，当太阳产生耀斑或者日冕物质抛射的时候（可以简单地理解为巨大的爆炸），它会向外抛射出大量的高能量粒子，包含质子、电子和重离子等等，这些粒子不仅携带高能量，而且速度极快，部分甚至可以达到光速的80%。当这些粒子一路高歌冲击到地球的时候，大部分会被地球磁场的磁力线编织起来的“保护伞”挡下，但是在两极地区，磁力线会出现较大的间隙，是的一部分太阳风乘虚而入，而风中所携带的高能的带电粒子和地球大气中本来就有原子发生碰撞，爆发出不同强度的辐射，也就行程了神秘的极光。

道理我都懂，可是极光为什么总是绿色的？

当然躺在帐篷里围观美丽的极光之余，有一些观察细致的朋友可能会有疑惑，极光的颜色为什么总是绿莹莹的，不禁让人想担忧地摸一摸自己头上是不是突然长出了一顶帽子。

玩笑归玩笑，实际上，这与地球的大气构成有很大关系。

地球大气主要是由氮气（占比78.084%）和氧气（20.94%）构成，我们刚才说过，物质的颜色其实是由于电子跃迁产生的电磁波而产生的，因此极光的颜色也是由高能粒子摄入电子能量的大小和地球大气分子的组成相关的，因此能决定极光颜色的主要就是氮气和氧气。我们都知道，在化学元素表里，氧气排序第8位，其原子内总共有8个电子，在能量较低的时候，会在离原子核最远的轨道运行，也就是我们所谓的“基态”。

而当氧原子和来自太阳的高能电子相撞之后，会吸收一部分能量，电子便开始了跃迁运动，由于氧原子的电子数比较多，不同的电子跃迁时产生的电辐射有不同。氧原子可以在0.75s辐射出绿色的光，但是需要长达2min的时间才能辐射出红色的光。而氮辐射一般会产生蓝色或者偏紫色的光芒。所以在大气的最顶层，氧气的含量比较高，遇到碰撞后有充足的时间留给电子跃迁，所以更容易释放出红色的光芒。而当下降到大气较低层时，碰撞的频率变得更加频繁，留给氧原子的时间不多了，所以它更容易散发出绿光。所以我们常常会感觉红色的极光会覆盖在绿色极光之上。