五彩缤纷的极光于2024年5月11日照亮了日本的本州和北海道岛，这种现象是由于猛烈的磁暴造成的。通常，在这些较低纬度地区看到的极光呈现出氧原子发射的红色。然而，在这个特殊的夜晚，观察者们注意到一种引人注目的鲑鱼粉色极光，以及一种异常高的以蓝色为主的极光，它在午夜前不久出现。
2024年5月11日，日本目睹了一场独特的以蓝色为主的极光。这一壮观的事件通过市民拍摄的视频和照片记录下来，随后由瑞典空间物理研究所的博士后研究员南条颯太和名古屋大学的教授盐川和夫进行了审查。这些专家提出了一种替代理论。他们建议氮分子离子可能通过一种未被识别的机制被推进到磁层中。这一新发现邀请进一步探索氮离子在地磁暴和极光期间对地球的影响，以及它们如何能够在高空中保持存在。
由于一次强大的磁暴，2024年5月11日，日本的本州和北海道岛上绚丽的五彩极光展现出来。尽管在较低纬度地区看到的极光通常由于氧原子发射而呈现红色，但在这次事件中，目击者在整个晚上观察到鲑鱼粉色的光芒，以及在午夜前不久出现的异常高的蓝色主导极光。
许多人用智能手机和普通相机记录了这一天文现象，使研究人员能将公众的观察与事件的科学分析相结合。
在一项新研究中，专家们仔细研究了拍摄到的蓝色主导极光的视频和图像，以估计其范围，并与光谱仪数据进行了核实。这项以南条颯太和盐川和夫教授为首的研究成果已发表在《地球、行星与空间》期刊上。
南条和盐川的努力使人们首次描绘了磁暴期间蓝色主导极光的空间结构。他们发现这些极光形成了与磁场线对齐的经向结构，这是低纬度蓝色主导极光的第一次出现。经确认，这种极光在经度上扩展约1200公里，包括三个不同的结构，并且高度范围在地球上方400到900公里之间。
这些发现可能会重新塑造我们对蓝色极光的理解。环电流是一个围绕地球公转带电粒子的环状区域，据信它会产生能量中性原子（ENA），这些原子对于低纬度极光的形成，包括红色极光是有贡献的。根据这一模型，磁暴可能使ENA获得能量，从而产生生动的灯光展示。
然而，盐川指出，他们的发现与这一解释并不完全吻合。“这项研究在蓝色主导极光的经向方向上识别出了几个百公里长的结构，仅由ENA活动难以解释。此外，ENA不应该形成与磁场线对齐的极光模式，如此所见。”
另一种考虑的理论是，受阳光影响的氮分子离子的共振散射造成了极光。然而，研究表明发生了不同的事件，因为阳光通常仅能穿透到约700公里，而团队的观察则在400公里的高度进行。
他们的结果暗示了一种未知机制的激动人心的可能性。“我们的观察表明，某种过程可能导致氮分子离子向上加速，进而形成蓝色主导极光，”盐川说。
“目前，我们还不完全理解较大的氮分子离子如何在如此高度存活，”他补充道。“这些离子由于其更重的重量和短暂的解离—重组间隔，通常不应该长时间存在，但它们却在较高的地方被探测到。其潜在机制仍然不清楚。”
像日本这种蓝色主导极光的定期出现，可能为理解氮在这些高度的存在原则提供有价值的见解。由于理解氮分子离子向磁层的流出对理解地磁暴和太空辐射至关重要，这些发现可能会阐明在我们头顶数百公里上发生的过程。
