七月24，2008：低头！等离子“子弹”正呼啸着通过地球！

这是研究人员从NASA的5艘THEMIS飞船数据得出的推论——他们说，巨大的“子弹”在距离地球三分之一地月距离的地方被发射，并且当它击中地球的时候——就是现在——激发了称为“亚爆”的彩色北极光爆发

右图：从Hudson湾上空飞机上拍摄的北极光亚爆，加拿大，二月27，2008。作者：Jeff Hapeman[更多]

“我们已经发现是什么使北极光‘跳舞’”，UCLA的物理学家Vassilis Angelopoulos声称，他是THEMIS任务的主要调查人员。他的发现发表在七月24日的科学快递以及八月14日的科学杂志上。

THEMIS“舰队”在2007年二月发射升空，用以解开亚爆的秘密，因为极光不可预知的颜色和爆发时间，这个秘密已经困扰了观测人员很久。飞船不仅仅在远处观测极光，他们还将真正的穿越极光风暴，使用探测器测量粒子和场。任务科学家们希望这种就地接近可以使他们找出是什么导致了极光亚爆——他们是对的。

新的发现开始于安静的一天，2008年二月26日。北极圈的天空深黑，地球的磁场宁静。在这颗行星的高空，5艘THEMIS飞船刚刚完成了布署，他们排列在一条直线上，中心经过地球磁尾——一百万公里长的被太阳风拉长的磁场。

那是爆发发生的时刻。

在THEMIS线阵中间稍微靠上的一点，磁场爆发了，“释放了10的15次方焦耳的能量，”Angelopoulos说，“对比来看，这相当于里氏5级地震的能量。”

虽然爆发发生在地球磁场内部，但是其实这是太阳释放的能量。当太阳风撕扯地球磁场的时候，能量便存储在这里，就像你用毛皮摩擦的时候能量存储在橡胶棒中，其他东西将会附着在橡胶棒上。相似的情况在2008年二月26日在地球磁尾中发生。拉长的磁场被吸了回来，导致了一次强大的爆发。这个过程被称作“磁场重连接”，并且这种现象被认为在行星磁场中很常见。

这次爆发产生了两个“等离子体子弹，”巨大的质子电子云，一个向着地球，另一个背离地球飞去。向着地球的那一个撞进了下方的行星——地球，引起了明亮的北极光，被加拿大和阿拉斯加的20个THEMIS地面站观测到。被向地球的那个已经无害，向着太空飞去，并且可能仍然会被所有研究人员知晓。

上图：想象艺术画，THEMIS卫星阵在地球磁尾中的排列，在第四和第五颗卫星之间发生了能量爆发。[大图]

THEMIS卫星阵以完美的位置捕获爆发。

在太阳能电池板上我们有“公牛的眼睛”，来自NASA的Goddard空间飞行中心的THEMIS工程科学家David Sibeck说，“四颗卫星被向着地球而来的能量击中，背向地球的能量击中了第五颗。”简单的几何定位确定了爆发来自第四和第五颗卫星之间，或者说“三分之一地月距”。

对于这些卫星来说并不危险。等离子体子弹是巨大的，结构密度比地球的上层大气还要低。他们飞快的通过，允许THEMIS的设备采集其中的粒子并测量场，并且不会真正的扰动卫星。

这样和平的遭遇是因为卫星很小，对于大得多的行星，就会变得不一样。子弹形状的等离子云有地球直径的一半宽，却有地球直径的十倍长，以每秒几百公里的速度穿行。当这样一个“子弹遇上地球，明亮的北极光和地磁暴就会接踵而至。”

右图：一组地面站全天图象（ASI）捕获了由亚爆引起的明亮极光。作者：NASA/Goddard空间飞行中心科学可视化小组。[动画]

“这是第一次，THEMIS向我们展示了完整的作用过程——从磁场重连接现象到极光，”Sibeck说。“我们最终解开了亚爆之谜。”

THEMIS任务被安排继续研究更多年，在这期间，Angelopoulos打算捕获更多的亚爆——“数十个，”他说，“这将给我们仔细学习等离子体子弹的机会，并且学习如何帮助我们预测空间天气。”

“THEMIS没有停止探索的脚步，”Sibeck相信。“最好的可能还在后头。”

Science@NASA原文