极地天文奇观：从北极“浑浊天空”到南极“宇宙巨壁”
极地天文奇观：从北极“浑浊天空”到南极“宇宙巨壁”
南北极的天体天空如同两幅迥异的画卷，各自展现着独特的自然奇观。北极的"浑浊天空"、绚丽的极光与罕见的平流层云，与南极的巨型宇宙结构"南极巨壁"、优越的天文观测条件以及神秘的平行宇宙证据，共同构成了这片神秘领域的迷人景象。
一、北极天体天空之奇景
北极地区上空的大气层透明度很低，空气中弥漫着某种悬浮物。前苏联 “西伯利亚号” 原子能破冰船在考察北极时发现了这一现象。科学家们经过分析测试，确定北极空气中含有大量大小为零点几到几微米的冰粒。这些悬浮冰粒的浓度是变化的，每天六点钟数量急剧增加，随后又减少，且与涨潮和落潮时的冰块流动以及长时间刮风时期相吻合。前苏联科学家认为，冰块产生的大量悬浮微粒被上升气流带到高空，在高空中积聚并扩散，使太阳光发生散射，从而形成了北极上空特有的 “浑浊天空” 现象。
在北极的天体天空中，还常常出现各种奇特的天文现象。比如彩色平流层云，当温度降至惊人的 - 85℃以下时，稀疏的水分子在平流层凝结并聚集成冰冷的平流层云，呈现出绚丽多彩的颜色，比红色极光更罕见。这种平流层云被称为极地平流层云（PSC），它由特殊类型的冰制成，能散射出色彩缤纷的光芒，甚至照亮周围的景色。据当地居民说，他们一生中从未见过如此大规模的云层覆盖，25% 的天空被 PSC 覆盖。
此外，北极光也是北极天体天空中的一大奇观。北极光是地球周围的一种大规模放电过程，是太阳发出的带电粒子进入极地高层大气后，与大气中的原子和分子碰撞并激发产生的光芒。极光的形态多样，有弧状极光、带状极光、幕状极光、放射状极光等，颜色有灰白色、红、蓝、紫等色。极光的形成需要太阳风、地球磁场和大气三大要素，是太阳风暴吹过来的带电粒子与地球高空大气中的原子与分子在地球大气层最上层运作激发的光学现象。
二、南极天体天空之奥秘
（一）巨壁奇观
近日，欧洲媒体报道巴黎萨克雷大学的天文学家在南极天空中发现了一个巨型宇宙结构 ——“南极巨壁”。这个巨壁长度至少在 14 亿光年以上，位置靠近蝘蜓座星云复合体。“南极巨壁” 与著名的宇宙巨型结构 “斯隆巨壁” 差不多，其规模巨大，可谓是宇宙中的一大奇观。
这些宇宙大尺度结构组成了可观测宇宙的一些基本框架，对 “南极巨壁” 进行观测，有助于验证和探索当前被广泛认同的宇宙学模型。它的发现为我们研究宇宙的演化和结构提供了新的线索和方向。
（二）天文观测优势
南极做天文观测具有诸多优势。首先，南极的冬天有极夜，可以 24 小时连续地观测天体，这样就能观测到天体随着时间变化的各种情况。其次，南极很冷，对红外波段的观测非常有利。因为只观测可见光会失去很多其他波段的信息，而在南极可以在地面上做亚毫米波段的观测，无需发射卫星或飞机到大气之上。再者，南极空气很干净，星星 “不眨眼”。在城市观测星星时，星星总是在抖动，而在南极，因为大气干净，散射少，星星光线传播稳定，能拍出非常清楚的照片。
（三）平行宇宙证据
有研究表明，科学家在南极发现了可能与平行宇宙有关的现象及证据。美国宇航局（NASA）的科学家在南极大陆进行深空宇宙射线探测的实验时，意外地发现了平行宇宙存在的疑似证据。研究人员用一个巨大的气球将南极脉冲瞬态天线（ANITA）升高到南极冰层上空，这里几乎没有任何无线电噪声，为探测提供了近乎完美的环境。然而，ANITA 却显示出接收到了来自相反方向的较重粒子，即高能宇宙射线从厚厚的南极冰层自下而上地流向外太空。这一现象违背了当今的粒子物理学标准模型，研究人员怀疑这可能意味着这些高能粒子是从一个平行的宇宙中流进我们所处的世界的，它们在时间尺度上正在源源不断地向反方向传播，而这个平行宇宙的物理原理与我们的物理原理截然不同。
三、南北极天体天空差异对比
（一）星空可见性不同
由于地球是圆形的，不同纬度的地区所能看到的星空范围存在差异。在北半球，人们可以看到北极星，而在南半球，北极星则不可见。这是因为南半球的观察者所处的位置使得北极星在地平线以下，且不会随地球自转而升起可见。同理，北极圈附近的星星在南极地区也很难看到。例如，北斗七星在北半球的赤纬位于 +50 到 +60 度的范围内，对于北半球而言，位置较高且晚上持续时间长。但在南半球地区，北斗七星的位置很低，而且在高纬度地区位置更低甚至不可见。南天球最为著名的南门二与老人星，在北半球虽然可以看见它们的身影，但是位置太低，若所在地处于城市中或有高大遮挡物，就很难看见它们。此外，南天球的大小麦哲伦星系，其赤纬达到 -70 度，北半球的大多数地区已经看不见它了，只有在低纬度地区可以在位置接近于地平线附近看见它们。
（二）极光差异
南北极极光在形状、位置等方面存在不同。2009 年，科学家们发现极光在北极和南极周围的外观是不同的，包括形状不同，发生在不同的位置，这种现象被称为不对称。其产生差异的原因主要与太阳磁场对地球磁尾的挤压有关。当到达地球的太阳磁场指向东西方向时，它与地球磁场相互作用在南北方向是不同的，这导致不对称加载的压力到地球磁场，使地球磁场引入了一个倾斜的阴面。这种倾斜解释了为什么极光有时会有不同的形状，出现在两极的不同位置。曾经科学家们认为磁尾重联是导致南北极光不一致的原因，但新的研究发现事实并非如此。实际上，是太阳磁场以不均匀的方式挤压地球磁场，造成了两极极光显示的差异。磁尾不断受到太阳风挤压，这种来自不同方向的不均匀挤压，取决于星际磁场的定位，造成了两极极光在形状和位置上的差异。例如，2002 年 11 月 15 日，南极光在北极光以西闪现。但随着极光的不断演变，它们的位置发生了迁移，变得更为对称。这种迁移与亚暴同时发生。将这些观测结果与地球磁极的活动相匹配，研究人员发现，重联事件与极光不对称性的减少相吻合。
四、总结与展望
南北极的天体天空各具独特之处。在北极，“浑浊天空” 现象、彩色平流层云以及绚丽多彩的北极光共同构成了神秘而壮观的景象。而在南极，“南极巨壁” 这一巨型宇宙结构为宇宙学研究提供了新线索，其优越的天文观测条件和可能存在的平行宇宙证据更是吸引着无数科学家的目光。
南北极天体天空的差异主要体现在星空可见性和极光方面。地球的形状决定了不同纬度地区所能看到的星空范围不同，北极星在南半球不可见，而南北极圈附近的星星在对方区域也很难观测到。在极光方面，太阳磁场对地球磁场的不均匀挤压导致了南北极极光在形状和位置上的差异，这一现象的研究对于理解地球磁场与太阳活动的关系具有重要意义。
对南北极天体天空的研究有助于我们深入了解宇宙的演化和结构，以及地球磁场与太阳活动的相互作用。未来，随着科技的不断进步，我们有望通过更先进的观测设备和技术，进一步探索南北极天体天空的奥秘。例如，利用更高分辨率的望远镜观测 “南极巨壁” 等宇宙大尺度结构，深入研究其形成机制和对宇宙演化的影响；通过对极光的持续监测，揭示太阳磁场与地球磁场相互作用的更多细节，为预测太空天气提供依据。同时，对可能存在的平行宇宙的探索也将激发人类对宇宙本质的更深层次思考。总之，南北极天体天空的独特魅力和科学价值值得我们持续投入研究和探索。
本文原文来自百度百家号