这种天象不是极光！科学研究就像开盲盒？
首字母缩写STEVE，全称Strong Thermal Emission Velocity Enhancement，字面意思是一种由于热能激发的很强的速度增大过程。什么热？激发？增强？速度...推背感？有点抽象是不是，而且这名字也太长了，看完根本记不住的好咩！其实最初STEVE并没有这个科学含义，而它名字的由来也是看似毫不相干的一个“恐怖故事”，这个我们留到后面再说！
我们先来看一看，科学家是如何打开STEVE这个天象“盲盒”的。
图片：DAVE MARKEL NATIONAL GEOGRAPHIC
这款盲盒不对劲！
夜空之中一道又细又长的白色亮光，隐约泛着淡紫色，在它下方不远处还有绿色的像是栅栏一样竖直排列的发光条带，有朋友看到的第一反应，“这不就是极光嘛，南北极区附近经常出现！还开啥盲盒？都能批发了....”
着急了不是！让STEVE飞一会儿
STEVE和远处的极光 图片：网络
看出点端倪了没！STEVE这种天象与极光有着明显区别，首先，其上方颜色为亮白和淡紫色，下方为近乎竖直向下且间隔分布的绿色光带，极光的颜色则多为绿色、黄色或粉色；
再看外形尺寸，STEVE又细又长，跨度上可达上千公里，但是宽度却多为几十甚至只有几公里，而极光的范围则要宽广的多，两者“体型”上相差几十倍甚至更大；形态与变化方面也是天壤之别，STEVE整体上沿着一个方向缓慢运动，并且结构非常稳定，像个有点腼腆的小姑娘端坐在椅子上，反观极光，就像是闲不住的小朋友，几乎在一刻不停的变化着，充满灵动与跳跃的感觉；
据目击者描述，STEVE这种现象持续时间只有一、二十分钟，最长也就是一个小时左右，而极光则可持续数小时甚至更久，最让人感到吃惊的是，STEVE多次在极光带以南的地区被目击，也就是说，在本不该出现极光的地方，看到了这种“诡异”极光。
图片：网络
图片：网络
出于这些颜色、形态、结构、分布等方面的不同，至少在50年前，就有人从无数的极光图片中发现了这种神奇的天象，但由于科学认知和探测手段的局限，当时并没有人对其展开系统的科学研究。
意外抽中的盲盒隐藏款
时间来到2017年，对STEVE天象的研究终于有所突破！这一年，NASA戈达德实验室的Elizabeth MacDonald小组，首次实现对STEVE的影像与数据观测，进而证实STEVE不是传统意义的极光，整个过程就像是盲盒抽中了大奖！
2013年发射升空的三颗欧空局Swarm卫星在500公里轨道上组成星座，专门探测地球的磁场，就在它们绕着地球一圈圈飞行的过程中，刚好从一次STEVE的上方经过，从而获取了完整的高层大气数据，只不过此时还没有人意识到，这些数据的重要意义。
Swarm卫星 图片：ESA
在对Swarm卫星数据进行处理分析的过程中，其所反映出的地球空间环境着实让科研人员大吃一惊，在距离地面200-300公里的高空中，某一区域内电场突然增强，电子的数量激增，就连磁场也发生了变化，这到底是什么原因造成的？要知道这里可是近乎真空的。她们整理了大量数据，寻遍了相关资料，也没有找到答案，尽管如此，MacDonald和她的组员们隐约感觉到，这里一定有着人们从未发现过的东西！
转机出现在一次空间科学研讨会上，整个会场被坐的满满当当，这在以往同类会议上是不多见的，后来她们才知道，现场有一多半甚至更多的人都是加拿大的极光爱好者，他们作为“高烧”玩家不仅对天象过程感兴趣，更是希望探究有关极光的一切科学本质。而且在一个领域里，他们比专业的科研人员更资深、更有优势，那就是长期的连续对北美地区的极光进行观测，以及所积累的大量影像资料。所以，当MacDonald向大家介绍Swarm卫星的发现，以及她们目前的研究成果时，人们想到，可以通过对数据获取时间的追溯，进而推算出当时卫星所处的位置，就能找到这一天相同地区、相同时间点极光爱好者们拍到的天象，实现天、地联动的对照观测。
巧的是，他们成功了！这群极光发烧友几乎一天不差的外出拍摄，把当天发生在天空的事情记录的一清二楚，盲盒隐藏款就这样被抽中了。最终，通过大家上传到Alberta aurora chasers网站专区的极光照片，人们找到了“隐藏已久”的STEVE。
图片：网络
奖品是——再来一盒，再来…
透过卫星的探测，还原了STEVE这一全新高层大气辉光现象，它发生高度接近300公里，其周围电子被加热至约3000度高温，并且还整体沿着地球磁力线方向运动。这太神奇了！完全不同于带电粒子轰击大气微粒，通过受激辐射而产生的极光，STEVE发生的高度更高，到达了电离层甚至是磁层区域，这里的空气极为稀薄，相比发生极光高度的空气密度，还要再低上几个数量级，有时甚至更多。换句话说，这一高度上根本就没有能够维持如此明亮发光的物质数量，那到底是什么支持STEVE天象发生呢？
此时，全球的空间科学家纷纷意识到，开出来的这个STEVE“盲盒”，其实是个盲盒套娃外加售卖机，里面是关于STEVE成因的多种可能性。于是，大家都来拉（研）动（究）售（问）卖（题）机（寻）的（找）手（答）柄（案）。
发生STEVE时，高层大气环境会发生明显变化，如电子密度升高、运动速度加快以及温度升高等，于是，作为新的线索，科学家循着这个方向开始了探索。在距离地面60公里以上的高空，存在着被太阳辐射电离的空气粒子，这里的大气因此被称为电离层。日常状态下，这些被电离的空气主要负责无线电信号的“通过放行”与“拦截反射”工作，进而帮助人们完成星地通讯和远距离消息传递。
但当磁层或是电离层中发生能量对流运动时，比如地磁暴期间发生在极光带以南区域的带电粒子流（SAID），在其影响下，这些电离层中的电子就完全变了一番模样，横冲直撞、上下蹦跳、甚至彼此撞击，如果这种对流运动能量足够强大，使得电子高速运动的同时彼此碰撞的更加剧烈，就会造成电子温度的快速升高，当它们被加热到接近3000度时，这些电子的辉光亮度就会呈指数被放大，紫红色的明亮光带逐渐形成，最终在宏观上体现为STEVE被我们所看到。
图片：网络
极光活动和STEVE过程示意 图片：网络
但是，处于下方的绿色“栅栏”又是怎么来的呢？通过不断地探测，人们发现在200公里左右高度上，STEVE的主要波谱集中在红线附近，这些光组成了STEVE的上半部分，而随着高度的下降，在110公里附近，STEVE则呈现出绿色光谱，在形态上体现为特殊的、规则的，几乎是等间距出现的绿色“栅栏”。如果不看栅栏结构，绿色光带很像是极光的模样，发生的高度和极光相吻合，目前的研究也证实，STEVE下半部分的绿色光带确实就是极光，只不过撞击大气微粒的并不是来自太阳的高能带电粒子，而是高层大气中的低能电子。
这些原本构成STEVE辉光的电子，受到上方磁层向下的作用力，进而发生部分沉降，最终撞击大气中的氮，使其核外电子发生能级变化时放出绿色光芒。至于它为何呈现出等间距的“栅栏”形态，目前科学家认为是波浪状的磁层扰动，将能量传递到电离层后产生的一种“副作用”，随着探测方法的不断进步，这个问题早晚会有答案的。
关于STEVE的名字
那是2006年上映的一部儿童动画电影《Over the Hedge》，中文名叫篱笆墙外，注意！没有井，也没有马褂，是关于森林中的小动物们的。电影中有这样一段情节，一群刚刚结束冬眠的小动物，准备去城市里饱餐一顿，但在路上它们遇到了一堵巨大无比、没有尽头、令它们感到十分害怕的篱笆墙，在一阵慌乱过后，大家一番商量，最终决定叫它STEVE，这样再提到它的时候就不那么让人害怕了。这是背景知识一。
图片：网络
图片：网络
图片：网络
图片：网络
然后是前面我们提到的极光爱好者网络讨论区，大家在还不知道STEVE是什么的时候，就将它们分组做了展示，有猜是质子极光的，也有猜就是普通极光的。还有一些人认为这是未知的现象，于是大家伙就想到了篱笆墙外这部动画片，那干脆就叫它STEVE吧，既然咱们都不认识它。
最后是在2018年，学术期刊Science advances上，STEVE有了它的正式科学命名，同时也在随后的地球物理学会上被广泛采用。
以上就是关于这种特殊天象的简要介绍了，相信用不了几年，人类对STEVE的认识将会更加清晰，但那时，它会不会再次改名字呢？
-
焦点事件
-
焦点事件
