格羅諾夫和他的萊圖爾諾大學實習生沃克，製作了可模擬地球極光和幾個行星的極光現象的奇特玻璃裝置Planeterrella

（Image Credit:Photo courtesy of Guillaume Gronoff）

 

【大紀元2013年08月29日訊】（大紀元記者沙莉編譯報導）地球上最宏偉壯麗的燈光秀莫過北極光了，現在美國科學家在實驗室裡，用一個玻璃瓶成功模擬出地球極光和太陽系內幾顆行星的極光現象。

 

「行星太空艙」模擬極光產生現象

美國研究人員格羅諾夫和實習生沃克在位於美國弗吉尼亞州漢普頓的NASA蘭利研究中心的實驗室裡設計了一個玻璃瓶裝置，這個模擬設備名為行星太空艙（Planeterrella），它具備產生極光的所有的必要條件：磁場、帶電粒子和球體。帶電粒子暴露在磁場環境下時就可釋放出強烈生動的光線，類似於地球上的北極光現象。

格羅諾夫博士（Guillaume Gronoff）解釋說，該裝置重現了距離地表80公里處的大氣層，極光發生處產生的現象。

極光出現於星球的高磁緯地區上空，是一種絢麗多彩的發光現象。而地球的極光，由來自地球磁層或太陽的高能帶電粒子流使高層大氣分子或原子激發或電離而產生。極光不只在地球上出現，太陽系內的其他一些具有磁場的行星上也有極光。

由19世紀實驗升級而來

格羅諾夫介紹說，「行星太空艙」是從19世紀稱為「太空艙」（Terrella）的實驗升級而來。當時在「太空艙」實驗中挪威物理學家伯克蘭首次證實了帶電微粒與磁場交互下的發光現像。格羅諾夫領導製作的「行星太空艙」是一個圓頂的玻璃容器，裡面有數個球體結構，可以模擬地球極光和其他一些行星上才會出現的橢圓形極光。通常北極光是綠色的，這是由於大氣中的氧氣所致。格羅諾夫的「行星太空艙」裡產生了紫色的光，是因為他使用了帶電氮原子進行實驗。

格羅諾夫說：「我們可以展示木衛一向木星釋放帶電微粒時的效果，也可以模擬天王星和海王星的磁場直接指向太陽時產生的極光現象。」

格羅諾夫說，可以用「行星太空艙」模擬各種極光，像火星極光。火星不具有全球性的磁場，而是在個別地區存在磁場，天王星和海王星也是這樣，當這些行星的磁場指向太陽時就會產生極光。

格羅諾夫特別說明，「行星太空艙」僅是模擬，實際上行星的磁層中存在著更多複雜的現象。每顆星球上由於大氣成分不同，導致極光色彩也不同。他會考慮這些因素，比如增加幾塊磁鐵和二氧化碳，來模擬火星的極光。

用於研究和教學

在歐洲，大約有10個「行星太空艙」裝置，首個裝置是格羅諾夫的博士導師（Dr. Jean Lilensten）設計的。他在法國國家科學研究中心（CNRS）和格勒諾布爾行星學和天體物理學研究所（IPAG）工作。

美國宇航局科學任務理事會的一個重點研究領域是極光，以及太陽和地球之間的關係。「行星太空艙」的作用是演示各種因素不同交互作用下形成的極光現象。

NASA的「行星太空艙」是美國的第一個此類裝置，其複製品將分別在博物館展出數月，和送往當地學校用於教學。

格羅諾夫說，「行星太空艙」可以幫助教導學生天文知識，如太陽風、帶電粒子在磁場中如何運動，以及NASA的太空任務如何研究這些現象。

（責任編輯：畢儒宗）