极光正翘首以待:
北极光的黄金时代开始了

索丹屈莱地球物理观测站看起来像是一排不起眼的建筑,伫立于茫茫荒野之中。然而,一个由顶尖科学家组成的团队正在这儿努力揭开北极光的神秘面纱。观测站站长、太空物理学家 Eija Tanskanen 为极光观察者带来了好消息:极光活跃期才刚刚开始。

往木建筑的小巷两旁种着松树。

旧式、未上漆的栅栏在树后围成一个正方形。与这里许多地方不同的是,栅栏并不是用来阻挡驯鹿的,而是为了捕捉人类肉眼不一定能看到的东西。

建筑物的外观也颇具误导性。来自世界各地的四十多名科学家和工程师正在索丹屈莱地球物理观测站 (SGO) 工作。他们希望能一起了解人类只能在黑暗的极地天空中观测到的东西:北极光。

SGO站长 Eija Tanskanen 研究北极光和大气中的磁场扰动已有 30 多年。

小时候,她躺在雪地里,想揭开北极光的神秘面纱。在定居索丹屈莱 (Sodankylä) 之前,Tanskanen 曾在美国宇航局戈达德太空飞行中心 (NASA/GSFC) 等机构担任过各种研究、教学和管理职务。

自 Tanskanen 早年工作以来,科技已经取得了长足进步,令我们所有人受益匪浅。指南针和飞机等导航技术的巨大飞跃得益于对磁场和干扰的进一步了解。

Tanskanen 说:“我们现在对大气的了解更为深入。”

了解北极光与了解磁场密切相关。当太阳风携带磁暴吹向地球时,北极光就会在距离地面约 100 公里的高层大气中出现。极光跟随地球的磁场移动。 在北部地区,它被称为北极光,在南部地区,它被称为南极光。

鸟儿能看到什么?

一幅插画描绘了划过夜空的彩色条纹,以及沿着画面中一条波浪线飞行的鸟形物体。

插画 Annu Kilpeläinen

在观测站外,Tanskanen 漫步在沙路上。她一直抬头仰望,以便能看到天空。这是她早年来一直保持的姿势:凝望太空。

攻读博士学位期间,Tanskanen 研究了太阳的能量预算,或者换个更平实的说法:“北极光从哪里获得能量。”

索丹屈莱观测站位于芬兰拉普兰北极圈以北 120 公里处,自 1914 年以来一直是科学地球物理测量的基地。

如今,该观测站是奥卢大学(University of Oulu)的一个独立研究部门。从一开始,这里就测量地球的磁场。

Tanskanen 说:“所有与导航或前进方向有关的事物,例如飞机和指南针,都是以测量磁场为基础的。”

磁极是磁场垂直的地方。地球有南北两个磁极。只有当太阳风暴袭击地球时,人眼才能在磁极附近看到北极光。候鸟利用磁场导航。它们能像人类看到道路一样看到磁场。

整装待发的极地探险

Eija Tanskanen 说,索丹屈莱为研究北极光提供了理想的条件。摄影 Sabrina Bqain

地球物理学界有一个问题。磁极的位置在不断变化,其确切的地理位置目前尚不清楚。它们与地理极点不同,目前它们彼此相距约 500 公里。

尤其是在极地地区,对磁极位置了解不足会导致导航不准确。

Tanskanen 说:“我们知道,磁北极在上世纪末离开了加拿大的群岛,正在北冰洋的某个方位向西伯利亚移动。”

解决这个问题的办法就是去寻找漂泊不定的磁极。2025 年 9 月,一支极地探险队将从索丹屈莱出发,前往北冰洋中部的某个未知地点,寻找地球的磁北极。

类似的南极之旅将于 2026 年 2 月启动。

“探险家们不知道极点在哪儿,也不知条件如何。”

探险家们可能需要滑雪,甚至游泳才能到达极点。更严峻的挑战是,仅仅抵达极点的确切位置是不够的。探险家们必须以某种方式让世界其他地方的人知道世界边缘的位置。

Tanskanen 说:“我们还不知道该怎么做。”

但可以肯定的是,这些探险最重要的装备将在索丹屈莱制造。举个例子,特殊的球形罗盘可以向下指向磁极的确切位置。

与宇宙相连

在观测站周围,红色小屋里放置有磁力计,用于测量磁场的大小、功率和方向。 它们将索丹屈莱与世界相连。

Tanskanen 纠正道:“实际上,是与整个宇宙相连。”

在这里,夏天太阳从不落山,而在冬天,只有几个小时的日照。这些极端的光照条件使索丹屈莱和拉普兰地区成为了人们观赏北极光的绝佳旅行目的地,也是进行地球物理研究的理想地点。

Tanskanen 说:“每当有人想知道我们为什么要在边缘地区进行科学研究时,我都会说,这种科学研究必须在一个能听到大自然的声音而非人类声音的地方完成。”

美好的未来

一幅插画描绘了夜空中划过的彩色条纹,以及位于一角的火橙色圆形物体。

插画 Annu Kilpeläinen

Tanskanen为所有梦想看到北极光的人带来了一个好消息:从 2025 年开始,北极光的数量会一直增加,直到 2028 年。

这是因为太阳的脸会变得愤怒。Tanskanen 解释说,这听起来比实际情况更不祥。

太阳周期已经到了太阳表面出现大量黑子的时候。一个太阳黑子相当于木星的大小。

“太阳辐射是周期性的。最常见的已知周期是 11 年,另一个周期是 22 年。太阳的北极和南极每 11 年变换一次位置,这样,每 22 年北极又回到北极,南极又回到南极。”

Tanskanen 展示了一幅照片:每个周期开始时,太阳或多或少呈均匀的黄色。在周期的第 4 年和第 5 年左右,表面会出现许多小点。

她举例说:“这就像锅里水开始沸腾前的那一刻,你会看到锅底有许多小气泡。”

到 2025 年,我们已经接近这个时刻了。太阳即将沸腾,小太阳黑子开始冒泡,有的甚至从太阳中爆裂而出。当它们撞击南北极周围的大气层和地球磁场时,就会出现北极光。

2025 年,北极光应该是相当单一的,并呈现绿色。大约在 2026-2028 年,也就是说,在太阳周期的第 6-7 年,太阳黑子的数量会达到顶峰。

Tanskanen 说,那是风暴真正开始的时候。

“那时,我们会说太阳有一张愤怒的脸。看起来像在龇牙咧嘴。此时,会出现更多的北极光,它们呈现出更复杂的形状和颜色,例如红色和蓝色。”

文案 Anna Ruohonen, ThisisFINLAND Magazine