对于这世界上的许多人来说，观看北极光与南极光是一种少有的体验。除非你生活在北纬60°以北（或者南纬60°以南），又或者在你的生命中至少拥有过一次智利或北极圈之旅，否则，你可能只能从书中或视频中才能欣赏到这些炫丽的灯光秀。

但有时候，“北极光”与“南极光”也会“辐射”到北极圈与南极圈以外，以绚丽的光芒令人眼花缭乱。但是，这些光到底是什么呢？简单来说，极光就是夜空中的自然光的一种显示效果，特别是在极地地区，这是太阳光与地球磁场在电离层中相互作用的结果。

描述：

基本来说，太阳周期性产生太阳风，而太阳风中含有等离子体云以及包含电子与正离子的带电粒子。当太阳风到达地球时，它们与地球磁场产生相互作用，激发了地球高层大气中的氧原子与氮原子。在此过程中，电离氮原子重新获得一个电子，氧原子与氮原子从激发状态恢复到基态。

图解：太阳中的高速粒子，主要为电子在地球高层大气中撞击氧原子与氮原子. 图片来源：NASA

光子的发射或与其他原子或分子的碰撞导致激发能的丧失。不同的气体产生不同颜色的光——当氧原子与太阳辐射发生相互作用时，来自于该氧原子的光发射会呈现出绿色或棕红色，然而，氮原子的相互作用所产生的光发射则会呈现出蓝色或红色。

这种色彩的舞蹈秀赋予了极光那闻名遐迩的美丽与神秘感。在北纬地区，这种现象被称为北极光（Aurora Borealis），以古罗马的曙光女神（Aurora）和北风的希腊名（Boreas）命名。法国科学家Pierre Gassendi在1621年首次发现极光后给它们赋予了这个名字。

在南纬地区，这种现象被称为南极光（Aurora Australis）。 Australis一词在拉丁语中意为“南方”。在磁极附近所能看到的极光可能位于高高的头顶，但是从远处看，它们照亮了北方的地平线，呈现出绿色，有时为淡红色的光芒。

图解：南极光下的南极望远镜（南极光）. 图片来源：Keith Vanderlinde

起名与文化意义：

在历史的长河中，北极光拥有过许多名字，并且在许多名族文化中有很多不同的意义。克里族称之为“舞动的精灵”，他们相信极光象征着祖先的回归。

对因纽特人来说，他们相信这种灵魂是动物的精神。有些人甚至认为，随着欧若拉（极光）的舞蹈逐渐接近正在欣赏它的人们时，这些人们会被带去天堂。在中世纪的欧洲，欧若拉（极光）被普遍认为是上帝的象征。

根据挪威编年史Konungs Skuggsjá （公元1230年）记载，第一次看到北极光的北欧人是从格陵兰岛回来的维京人。编年史家针对这一现象给出了三点可能的解释，一种解释为海洋被大火包围，导致太阳光晕到达了夜半球的世界各地，另一种解释为冰川可以储存能量，导致最终发出荧光色。

其他星球上的极光：

然而，在太阳系中，极光并不是地球的特有现象。在太阳系其他星球中，极光也有所出现，并且因为较长的黑暗与磁场作用，导致越靠近极点极光越明显。

由哈勃太空望远镜在紫外波段观测到的土星的极光图片 图片来源：ESA/NASA/Hubble

例如，科学家已经利用哈勃太空望远镜在木星与土星上观测到了极光。这两者都具有强于地球的磁场与更广泛的辐射带。科学家在天王星与海王星上也观测到了极光现象，与地球一样，极光似乎是由太阳风所导致。

通过哈勃太空望远镜，科学家已经在木卫一，木卫二以及木卫三的表面观测到极光，更不用说金星与火星。因为金星并没有行星磁场，所以金星的极光呈现出不同形状与强度的明亮而又弥漫的斑点，有时甚至布满其整个行星盘。

2004年8月14日，科学家利用火星快车号（欧洲空间局的火星探测卫星）上搭载的紫外与红外大气光谱仪（SPICAM）在火星上检测到一束极光。该极光位于火星表面的辛梅利亚高地（Terra Cimmeria）,东经177°，南纬52°。并且据估计，该极光的覆盖范围很大——宽30km，高8km（宽18.5英里，高5英里）。

图解：火星地壳中的磁化岩石造成了局部分布不均匀的磁场（左图）。如右图所示，我们可以看到这些磁场如何延伸至岩石上部空间。在其顶部，可形成极光。图片来源：NASA

尽管火星几乎无磁层可言，但是科学家们通过对地壳磁异常图进行分析（该图由火星全球勘探者号的数据绘制），他们仍然确定这个发射区域与其最强磁场所在区域有关。

最近，MAVEN计划在火星上观测到了极光，该任务在2015年3月17日，仅在地球观测到极光的一天之后，捕获到了极光图像。这些极光被称为火星的“圣诞灯”，这些“圣诞灯”在火星的中北纬地区被观测到（由于火星大气中缺乏氧气与氮气）并且与地球活跃的景象相比，它们更像是微弱的光芒。

简而言之，在太阳风与磁极重合的地方，极光似乎是注定要发生。但不知为何，知道这一点后，并没有使极光变得不那么令人印象深刻，也没有削弱它们在所看到他们的人身上激发出惊奇的力量。