極光——在夜空中曼妙舞動的發光簾幕，如夢似幻，令無數人心馳神往，視為人生必訪的旅程之一。
科學界對極光的形成，物理學上已認定為太陽風的帶電高能粒子受地球磁場牽引，加速並撞擊地球大氣層。但有一個核心問題始終未解：究竟是甚麼能量源在維持這些電場，使其加速或不致消散呢？
香港大學地球與行星科學系與加州大學洛杉磯分校大氣與海洋科學系共同領導的最新研究發現，電場得以運作，原來依靠一塊天然的「太空電池」供電。
這項發表於國際學術期刊《自然．通訊》的研究指出，一種名為「阿爾文波」的等離子體波，沿著地球磁場線傳播，就像看不見的能量源，為我們在夜空中所見的壯麗極光持續提供能量。
研究團隊透過分析帶電粒子在不同空間區域中的運動和能量獲取方式，證實阿爾文波猶如「天然加速器」，不斷向極光加速區輸送能量，驅使帶電粒子向下衝入大氣層，從而點亮夜空。
為驗證這一理論，團隊分析了來自多個環繞地球運行的衛星觀測數據，包括美國太空總署的范艾倫探測器和THEMIS衛星任務，從而證實阿爾文波正是維持這些電場的關鍵能量來源。
港大地球與行星科學系堯中華教授表示：「這項發現不僅為地球極光的物理機制提供了明確解答，亦建立了一個通用的物理模型，可應用於太陽系內其他行星，乃至更遙遠的星系。」
堯教授在港大領導一支專注於太空及行星科學研究的團隊，在行星極光研究領域享有盛譽，木星和土星磁層動力學尤見擅長，為本研究提供了關鍵的行星科學視角。堯教授補充道：「港大團隊長期研究巨行星的極光過程，並成功將相關理論與經驗應用於地球附近的高分辨率數據，從而將地球科學與行星探索連繫起來。」
這項研究同時展現了跨學科國際合作的力量。由田盛博士領導的加州大學洛杉磯分校團隊，專精於地球極光相關的物理分析和衛星觀測數據解讀，而港大團隊則提供行星空間物理的理論框架與比較視覺，攜手揭示了「太空電池」的能源供應機制。
（圖片來源：田盛／堯中華）
