更具體地說(shuō)，科學(xué)家們并不完全清楚極光是如何跟地球的自然大氣相互作用的，而這正是NASA即將開展的工作--被稱為Ion-Neutral Coupling during Active Aurora mission（簡(jiǎn)稱INCAA)--所要去做的。

對(duì)極光不了解的地方

把我們星球的大氣層想象成分層的，我們?cè)谧畹讓印Ｔ谶@里，像氧氣和氮?dú)膺@樣的元素是平衡的、可以呼吸并且在原子軌道上穩(wěn)定地保持電子。這就是所謂的中性氣體大氣。

當(dāng)我們通過(guò)不斷往上面的層上升時(shí)，事情就會(huì)發(fā)生變化。

我們大氣層的上層以我們沒(méi)有的方式暴露在太陽(yáng)光線下，這些光線改變了附近原子的組成。它們把通常帶有負(fù)電荷的電子從其軌道上扯下來(lái)并把它們變成正粒子。事實(shí)上，這種環(huán)境跟中性氣體大氣相當(dāng)不同，以至于它甚至不再被認(rèn)為是一種氣體。它是物質(zhì)的第四種狀態(tài)，被稱為等離子體。

而這兩種大氣類型的存在，意味著有一個(gè)從一個(gè)到另一個(gè)的轉(zhuǎn)變。至于邊界在哪里并不清楚，但它肯定存在。而當(dāng)極光形成時(shí)，它們會(huì)使事情發(fā)生更大的變化。

簡(jiǎn)而言之，當(dāng)太陽(yáng)從它自己的等離子體海洋般的身體中咳出一堆帶電的電子時(shí)極光就會(huì)發(fā)生，這個(gè)事件叫做日冕物質(zhì)拋射。這些電子有時(shí)會(huì)被卷入地球的大氣層、跟其他粒子相互作用并一起形成令人難以置信的彩色照明。但這里正是我們不知道的。

這些極光粒子對(duì)我們大氣層中中性氣體與等離子體相遇的空間做了什么？邊界周圍會(huì)發(fā)生什么？按照INCAA團(tuán)隊(duì)的說(shuō)法，極光可能會(huì)使邊界區(qū)域下降、上升甚至折疊在一起。

來(lái)自南卡羅來(lái)納州克萊姆森大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)助理教授、INCAA任務(wù)的主要研究人員Stephen Kaeppler在一份聲明中指出：“所有這些因素使這成為一個(gè)有趣的物理學(xué)問(wèn)題被研究。”

進(jìn)入北極光

Kaeppler和INCAA任務(wù)團(tuán)隊(duì)的其他成員將從阿拉斯加Poker Flat的一個(gè)發(fā)射臺(tái)送出兩個(gè)研究有效載荷。每一個(gè)都將被連接到兩個(gè)獨(dú)立的火箭上--稱為探空火箭，它們將直接進(jìn)入一個(gè)活躍的極光。它們將只在太空中只盤旋幾分鐘，然后落回地球。不過(guò)在下降時(shí)，有效載荷將獲得關(guān)于極光的一桶寶貴信息。

團(tuán)隊(duì)稱，一號(hào)火箭將釋放蒸汽追蹤器--類似于煙花中使用的彩色化學(xué)品--以追蹤極光附近的風(fēng)如何流動(dòng)。然后，第二枚火箭將負(fù)責(zé)測(cè)量極光附近的等離子體的溫度和密度。