更具體地說，科學(xué)家們并不完全清楚極光是如何跟地球的自然大氣相互作用的，而這正是NASA即將開展的工作--被稱為Ion-Neutral Coupling during Active Aurora mission（簡稱INCAA)--所要去做的。

對極光不了解的地方

把我們星球的大氣層想象成分層的，我們在最底層。在這里，像氧氣和氮?dú)膺@樣的元素是平衡的、可以呼吸并且在原子軌道上穩(wěn)定地保持電子。這就是所謂的中性氣體大氣。

當(dāng)我們通過不斷往上面的層上升時(shí)，事情就會(huì)發(fā)生變化。

我們大氣層的上層以我們沒有的方式暴露在太陽光線下，這些光線改變了附近原子的組成。它們把通常帶有負(fù)電荷的電子從其軌道上扯下來并把它們變成正粒子。事實(shí)上，這種環(huán)境跟中性氣體大氣相當(dāng)不同，以至于它甚至不再被認(rèn)為是一種氣體。它是物質(zhì)的第四種狀態(tài)，被稱為等離子體。

而這兩種大氣類型的存在，意味著有一個(gè)從一個(gè)到另一個(gè)的轉(zhuǎn)變。至于邊界在哪里并不清楚，但它肯定存在。而當(dāng)極光形成時(shí)，它們會(huì)使事情發(fā)生更大的變化。

簡而言之，當(dāng)太陽從它自己的等離子體海洋般的身體中咳出一堆帶電的電子時(shí)極光就會(huì)發(fā)生，這個(gè)事件叫做日冕物質(zhì)拋射。這些電子有時(shí)會(huì)被卷入地球的大氣層、跟其他粒子相互作用并一起形成令人難以置信的彩色照明。但這里正是我們不知道的。

這些極光粒子對我們大氣層中中性氣體與等離子體相遇的空間做了什么？邊界周圍會(huì)發(fā)生什么？按照INCAA團(tuán)隊(duì)的說法，極光可能會(huì)使邊界區(qū)域下降、上升甚至折疊在一起。

來自南卡羅來納州克萊姆森大學(xué)物理學(xué)和天文學(xué)助理教授、INCAA任務(wù)的主要研究人員Stephen Kaeppler在一份聲明中指出：“所有這些因素使這成為一個(gè)有趣的物理學(xué)問題被研究。”

進(jìn)入北極光

Kaeppler和INCAA任務(wù)團(tuán)隊(duì)的其他成員將從阿拉斯加Poker Flat的一個(gè)發(fā)射臺(tái)送出兩個(gè)研究有效載荷。每一個(gè)都將被連接到兩個(gè)獨(dú)立的火箭上--稱為探空火箭，它們將直接進(jìn)入一個(gè)活躍的極光。它們將只在太空中只盤旋幾分鐘，然后落回地球。不過在下降時(shí)，有效載荷將獲得關(guān)于極光的一桶寶貴信息。

團(tuán)隊(duì)稱，一號火箭將釋放蒸汽追蹤器--類似于煙花中使用的彩色化學(xué)品--以追蹤極光附近的風(fēng)如何流動(dòng)。然后，第二枚火箭將負(fù)責(zé)測量極光附近的等離子體的溫度和密度。