250年前，东亚天空突然变红9天，那时发生了什么？

在1770年，东亚的天空中出现了此前人们并未见过的红光，这个异常的现象被记录下来。250年后，天文学家的研究表明，当年天空中的红光其实是红色极光。

但我们知道，极光都是出现在高纬度地区，为什么纬度不高的东亚会出现极光呢？

关于这个问题，先来简单了解一下极光的产生原理。

地球周围存在一个巨大的磁场，磁极位于地理南北极附近。太阳会向外释放出速度非常快的高能带电粒子（等离子体），形成太阳风。当这些带电粒子抵达地球时，它们会被地球磁场偏转到两极，然后进入距离地表大约80公里的高层大气中。

来自太阳的高能粒子与地球大气中的分子发生碰撞，作为大气中的主要成分，氧和氮首当其冲。氧和氮原子吸收能量之后，电子会被激发。由于不稳定，电子又会回到基态，由此会发出绿光和红光，这样就会产生绚丽的极光。

在大部分情况下，太阳产生的带电粒子会被地磁场引导到两极，所以只有在高纬度地区（偏离地磁极10度至20度）才能看见极光。

然而，在某些时候，太阳会出现大规模爆发，产生强烈的耀斑，释放出超级太阳风暴。当这些大规模高能带电粒子抵达地球时，就有可能导致低纬度的上空出现极光。

长久以来，出现在1859年的卡灵顿事件被认为是已知最猛烈的超级太阳风暴。当年，天文学家卡林顿发现，太阳上出现了大规模的耀斑和太阳黑子。大量的高能粒子以极高的速度被释放出来，它们只用不到18小时的时间就能抵达地球，其速度比普通的太阳风快了3倍以上。

这场太阳风引发了地球上的地磁风暴，导致全球很多地方都出现了极光，人们甚至在北纬20度的地方看到了照亮天空的极光。此次事件还造成无线电报系统出现故障，电报机和电报塔架着火，无法正常收发无线电波。

而日本大阪大学的天文学家通过研究发现[1]，此前还出现过更强的超级太阳风暴。根据日本古画和文献的记载，1770年的京都上空连续9天出现了红色光芒。而当时记录到的太阳黑子表明，太阳黑子的规模远大于平常，这意味着当时的太阳十分活跃。

由此可见，当年的红光是由一场超级太阳风暴引发的极光。那场极光持续了9天，而卡林顿事件只持续了两天，这意味着250年前的那场超级太阳风暴规模更大。

尽管当年的超级太阳风暴十分强烈，但对于当时的人们并没有什么影响。但如果这起事件发生在今天，将会造成极为严重的后果，电网、通信等都会遭受严重的打击，造成的损失估计超过14万亿元。

不过，天文学家估计当年那种规模的超级太阳风暴十分罕见，平均五个世纪才会发生一次，这意味着每100年发生一次的概率为1/5。目前，距离上一次太阳大爆发已经过去了161年。未来，我们需要持续关注太阳的动态，谨防人类的现代文明遭受破坏。

[1] Ryuho Kataoka, Kiyomi Iwahashi. Inclined zenith aurora over Kyoto on 17 September 1770: Graphical evidence of extreme magnetic storm, Space Weather, 2017, 15, 1314-1320.