在天空高达三千度 夜空中的神秘紫色光带

（示意图/图片来源：AI制图/看中国）

当夜空出现一道笔直延伸数百至上千公里的紫色光带，伴随若隐若现的绿色条纹，不少人第一时间都会以为那是极光。近年科学研究证实，这种令人惊艳的天空奇景其实并非传统极光，而是一种过去长年没有被正式辨识的大气光学现象，名为“史蒂夫”（STEVE）。

这条神秘的光带虽然数十年来不断被摄影师拍下，可能早在18世纪已经有人留下纪录，但是直到近年，在业余观测者与科学家的合作下，它才真正揭开身世，也成为公民科学协助重大发现的代表案例。

一条陌生光带 因摄影爱好者而受到关注

多年来，世界各地的极光摄影师偶尔会拍到一道狭长、带有紫色光泽的光带，由于它总是在极光活动期间出现，许多人一直误以为只是极光的一种型态。

转折发生在2016年，加拿大阿尔伯塔省一群热爱拍摄极光的摄影者组成“阿尔伯塔极光追逐者”社群，他们持续记录这种特殊现象，最初将它误认为“质子弧”，认为与质子极光有关。

不过，卡加利大学物理学教授艾瑞克·多诺万看到相关照片后，对这项判断产生怀疑，因为质子极光本身不会以肉眼看见。于是，他开始将摄影者提供的拍摄时间与GPS座标，与欧洲太空总署“蜂群”卫星的观测资料逐一比对，最终确认这是一种先前尚未被完整描述的大气现象。

为何叫“史蒂夫”？

这个奇特名称的诞生充满幽默感，摄影师克里斯·拉茨拉夫提议，把这道神秘光带暂时命名为“史蒂夫”。这个灵感来自2006年动画电影《篱笆墙外》，片中动物角色面对突然出现的巨大篱笆时，干脆替它取名叫“史蒂夫”，借此降低未知事物带来的不安。

没想到，这个原本只是临时起意取的名字迅速流传开来。之后，美国地球物理联合会会议上，有研究人员进一步替“史蒂夫”设计出正式缩写，全名为“Strong Thermal Emission Velocity Enhancement”，中文可翻译为“强热辐射速度增强”，这项名称后来也获得美国太空总署研究团队采用，使原本幽默的暱称正式成为科学术语。

不是极光 却总是伴随极光出现

史蒂夫外观与一般极光有明显不同，它通常呈现一条狭窄的紫色或紫白色弧形光带，由东向西延伸，长度可达数百至数千公里，但宽度相对狭窄，每次持续约20分钟至1小时。截至2018年，这种现象已经在加拿大、阿拉斯加、美国北部、英国、丹麦、澳洲及新西兰等地被观测到，而且观测范围往往比一般极光更远离地球两极。

研究人员发现，史蒂夫几乎都会伴随极光活动一起出现，因此长期被误认为极光的一部分。2016年至2018年间，NASA甚至注意到史蒂夫似乎在特定季节比较容易出现。不过，2024年10月11日，一场地磁暴期间，南澳大利亚也成功拍摄到史蒂夫，再度提供研究的新资料。

卫星揭开形成原因

真正让史蒂夫身分明朗的是卫星观测结果，欧洲太空总署蜂群卫星分析发现，史蒂夫对应的是一条约25公里宽、位于450公里高空的高温等离子体带。令人惊讶的是，这条等离子体带温度高达3000摄氏度，并以每秒6公里的速度高速流动。

2018年发表于《Science Advances》的研究指出，史蒂夫伴随着一种称为“亚极光离子漂移”的高速高温带电粒子流，也是首次观察到亚极光离子漂移对应的可见光现象。

同年另一项研究进一步指出，史蒂夫的天空辉光不是由电子或离子直接沉降造成，因此形成机制与一般极光有所不同，推测可能是在电离层内部产生。其中一项解释认为，受激发的氮原子分解后与氧作用，形成会发光的一氧化氮，进而产生这条神秘光带。

常伴随神秘的“绿色栅栏”

不少观测照片中，史蒂夫下方经常可以看见一道道排列整齐、宛如栅栏般的绿色光柱。研究指出，这种被称为“栅栏状极光”的现象，虽然经常与史蒂夫同时出现，但两者并非完全绑定。有时可以看到栅栏状极光，却没有史蒂夫；也有史蒂夫出现时，绿色条纹较不明显。

科学家认为，栅栏状极光是由电子沉降形成，但它的位置位于一般极光带之外，因此形成机制与传统极光不相同。此外，研究也发现，南北半球曾同时观测到史蒂夫与栅栏状极光，显示这并非局部地区才会发生的现象。

至于绿色光柱移动速度比紫色光带慢的原因，研究推测可能与高速带电粒子流形成的涡旋有关，类似河流中流速不同所形成的漩涡结构。