2024年5月11日，在加拿大不列顛哥倫比亞省的曼寧公園 ， 人們可以看到北極光 。（圖片來源：Andrew Chin/Getty Images）
據美國太空網（Stefanie Waldek）：一種新開發的儀器以令人眼花繚亂的彩虹色顯示地球的北極光或北極光 。
地球上不乏極光的圖像，北極光或澳大利亞極光 ， 分別在我們星球的北半球和南半球舞動的耀眼光帶 。業余和專業天文學家幾乎每次都會拍攝這種令人眼花繚亂的現象 。
但是極光的高光譜成像 ， 好吧，現在這是一個不同的野獸 。
日本國家聚變科學研究所（NIFS）在瑞典基律納的瑞典航天中心基律納Esrange光學平臺站點（KEOPS）安裝了超靈敏高光譜相機（HySCAI），并傳回了有史以來第一張極光的高光譜圖像 。
高光譜圖像是一種按波長（或顏色）分解的二維圖像，在這種情況下，研究人員可以非常詳細地研究極光發射 。更具體地說，它們可以測量導致極光并使特定顏色照亮夜空的入射電子的能量 。其他形式的極光成像是按波長過濾的，但并不能產生如此全面的概述 。
根據一份新聞稿，研究人員希望通過HySCAI“解決重要的極光問題，如沉淀電子的分布、它們與極光顏色的關系以及極光發射的機制” 。
為了創建HySCAI，NIFS的研究人員使用了為大型螺旋裝置（LHD）開發的技術，LHD是世界上最大的超導等離子體裝置，位于日本岐阜東海的實驗室 。在建造LHD的過程中，該團隊設計了各種成像系統來觀察磁場中等離子體發出的光，目的是研究能量傳輸以及原子和分子發射 。



使用先進設備觀察北極光色差的圖像 。高能電子使極光在較低的高度發光，產生紫光 。（圖片來源：國家融合科學研究所）
極光是由太陽風中包含的太陽帶電粒子引發的自然光秀，這些粒子撞擊地球的磁場、磁層和我們星球在高海拔地區的稀薄大氣層 。
這些粒子與氧和氮粒子碰撞并為它們提供能量 。然后，粒子以光或電磁輻射的形式釋放這種能量，根據發射它的分子以特征波長發光 。
這意味著北極光的高光譜圖像可以提供地球大氣層組成的詳細圖像 。



北極光的高光譜圖像，顯示了不同元素和分子的排放 。（圖片來源：M.Yoshinuma等人，施普林格公開賽（2024））
NIFS在2018年提出了將這些系統適應HySCAI的想法——成像系統又花了五年時間才完全開發出來，并于2023年5月安裝在KEOPS 。HySCAI于2023年9月投入使用，該團隊已在《地球、行星和太空》雜志上發表了對這些數據的研究 。
借助HySCAI，世界各地的科學家將能夠對神秘的極光獲得新的見解 。

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