这张业余天文学家的照片拍摄于2016年5月8日，摄于华盛顿的凯勒，这张照片被用于对被称为史蒂夫的天体现象的新研究。主要结构是两条位于地面以上100英里（160公里）的高层大气排放带：一条红色的弧线和一道绿色的栅栏。

   三年前，一道神秘的紫色光芒划过加拿大的天空。光展是一个完全未知的天体现象，因此它被命名为适合它的美丽和宏伟：史蒂夫。

   现在，科学家们终于找到了导致这种现象的红紫色和绿色发光丝带的原因：电磁波、热等离子体风和通常从未出现过的电子束。

史蒂夫的简史

   2016年7月25日，观察者注意到一种奇怪的大气光显示照亮了北半球的夜空。他们很快意识到这不是普通的极光，并给它起了一个新的名字，灵感来源于电影《越过树篱》（DreamWorks动画，2006年）；一群森林动物，第一次被树篱迷惑了，把不熟悉的物体命名为“史蒂夫”。（天文学家后来把这个名字改成了史蒂夫，一个强热辐射速度enh的缩写。

   对史蒂夫的初步分析发现，它的光学效应与极光产生的效果不同，但科学家无法确切地说明到底发生了什么。

   极光的起源可以追溯到太阳，当太阳黑子吐出质子和电子云，以太阳风的形式向地球加速时。一旦这些带电粒子到达地球，它的磁场就会把它们吸引到北极和南极。当这些粒子离开磁层并轰击行星的上层大气时，它们与氧和氮等元素相互作用，产生漩涡状的光带。

   但史蒂夫的光照显示不同于典型的极光。史蒂夫出现在更远的南方，比大多数极光更人口密集的地区。新的研究表明，与极光及其标志性的绿色漩涡水平起伏不同，史蒂夫产生了一个高耸的垂直紫色或绿色条纹，有时伴随着一列类似尖桩围栏的短栏杆。

“完全未知”

   在2018年发表的一项先前的研究中，同样的研究人员发现史蒂夫起源于电离层，这一区域从大约50到375英里（80到600公里）高出地面，形成极光。

   但是，尽管史蒂夫出现在产生极光的同一场太阳能磁暴中，但大多数新发现的发光现象并不是带电粒子撞击地球上层大气的结果。这个结论来自于2008年通过史蒂夫事件的卫星收集到的证据。

   这项新的研究利用了2008年的数据，以及其他两个史蒂夫事件的卫星数据和地面观测，来确定形成史蒂夫的光带和尖桩围栏的两个不同过程。

   根据这项研究，史蒂夫的垂直带状物不是由落在大气中的带电粒子雨照亮的，而是由热等离子体流和离地15000英里（25000公里）的强磁波引起的摩擦照亮的。这些流动的热量激发粒子，使它们产生紫光，这种机制类似于白炽灯泡的照明。

艺术家在史蒂夫事件期间对磁层的再现，描绘了等离子区，它属于极光区（绿色），等离子层（蓝色）和它们之间的边界，称为等离子层（红色）。Themis和Swarm卫星（左上方）观测到了史蒂夫大气辉光和尖桩围栏（插图）的能量波（红色蠕动），而DMSP卫星（底部）探测到了南半球的电子降水和共轭发光弧。

    加拿大卡尔加里大学的空间物理学家BeaGallardo Lacourt在一份声明中说，当电子和质子落入地球大气层时，极光就会发光，“史蒂夫大气辉光来自加热，而没有粒子沉淀。”

   另一方面，史蒂夫的绿色尖桩围栏的形成与极光的形成是一样的：当电子落在高层大气上时。然而，这发生在极光通常形成的纬度偏南，“所以它确实是独一无二的，”Gallardo Lacourt说。

   作者写道，这种独特的尖桩围栏同时也出现在北半球和南半球的天空中。该研究的作者说，这表明，为史蒂夫提供燃料的能量足够在两个半球同时产生光照。

   但是科学家们仍然不知道为什么这种现象比极光出现在如此遥远的南方，这意味着史蒂夫保留了它的一点神秘性。

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