就在前几天，美国德克萨斯州麦克唐纳天文台，拍摄到了一幅令人震惊同时又非常罕见的照片，在画面中，背景是漆黑的夜空，悬挂着点点繁星，中间区域出现了一大片火红色的闪光，既像一个个独立的发光体，同时又给合在一起，形成不断向上扩散的奇异光影。
与此同时，在火红光速的旁边，还出现了一条呈针状的绿色光束，与火红闪光区域相分离，明亮程度要比火红光速强。不过，这两个光束，仅仅出现很短的时间就消失了，而这个瞬间，则被天文台的相机所捕捉到。我想如果人们能亲眼所见此时的景象，肯定会感到非常震撼，这个场景就像科幻片中人类“补完计划”启动时差不多。那么，这两种光束是如何形成的呢？
首先看一下绿色光束
麦克唐纳天文台其实最初想观测的，是近期出现的壮观英仙座流星雨。英仙座流星雨是人类观测最早的天文现象之一，迄今已经有多年的记载。
英仙座流星雨来源于斯威夫特·塔特尔彗星，其围绕太阳运行的周期为年。当彗星接近太阳时，在太阳光线的照射下，表面会发生部分融化，从而脱落大量碎片，在宇宙空间中形成范围很大的碎片区域。在每年的7-8月份，地球在围绕太阳公转的过程中，会穿过这个由彗星碎片组成的区域。
这些碎片与地球的相对速度，平均高达60公里/秒左右。当有的碎片接近地球大气层时，与大气层发生剧烈摩擦，从而形成光亮的流星。英仙座流星雨的高峰期为每年的8月12日或者13日，在高峰期，每小时映入视野的流星数量，将高达60颗以上，几乎遍布北半球的整个夜空，这些流星的亮度一般都在二等以上，与北斗七星相当。不过极个别的火流星，亮度会达到夜空中金星的水平，而且呈现出彩色的面貌，非常美丽和壮观。
在麦克唐纳天文台拍摄的照片中，那条绿色的光束，其实就是此次英仙座流星雨中比较明亮的一颗。巧合的是，这条绿色光束，似乎被同时发生的火红光束“抢镜”了。
火红光束又是什么？
其实，在这幅画面中，火红的光束在天文界有一个美丽的名字－红色精灵，这是一种地球大气层的放电现象，一般与雷暴同时出现。红色精灵最早的观测记载出现在年，虽然此后很多场合下被人们观测到，但是随后的年内，没有任何的文字和图像资料来证明这种自然现象所发生的原因，它就像精灵一样，来得快、消失得也快，让人们捉摸不透它的行踪，再加上光束的颜色基本上是红色，于是得名“红色精灵”。
直到年，美国明尼苏达大学的研究团队，正式记录到红色精灵的影像，随后才正式揭开它的神秘面纱。
红色精灵一般发生在雷雨云层的顶部，距离地面的高度大约在30-90公里之间，其上半部分一般是红色，底部逐渐转变为蓝色。宽度一般在5-10公里之间，放电时间很短，一般在毫秒以上、0.2毫秒以上，这么短的时间，肉眼很难辨识出来，只能通过高速相机才能捕捉得到。
红色精灵的产生，与闪电发生的原理大同小异。我们知道，闪电的产生，一般是由于高空中的云层下部带着负电荷，而地面上则带有正电荷，当云层中的电荷积聚到一定程度后，便会击穿与地面之间的空气，从而形成强烈的放电现象，空气被巨大的能量电离，于是形成火花。
不过，在极端的情况下，积雨云的顶端也会积聚大量的正电荷，当闪电发生以后，云层以及大气的电离层会顶着强大的电场，吸引下部的负电荷（电子）向云层上方移动。
在电子移动的过程中，与空气分子发生高速碰撞。假如此时电场的强度够大、周围空气比较稀薄，那么在撞击之前，电子所获得的能量很高，与空气分子撞击时，会将大量的空气分子形成激发态，从而空气分子发生辉光，而空气分子的组成比较稳定，这种辉光呈现出红色的几率非常大。同时，激发态空气分子能量的释放过程非常快，所以红色精灵的发光时间会非常短暂。
所以，红色精灵被高速相机捕捉到后，呈现出的是云层下方电闪雷鸣，上方则向外射出红色光束，形成双重震撼的效果。
蓝色精灵和淘气精灵
除了红色精灵之外，还有两种其它的罕见空气放电现象。一种是蓝色精灵，年首次被捕捉到画面，它的形状像是从一个喷嘴中喷射出物质形成的喷流，因此也叫做蓝色喷流。蓝色精灵产生原理，与红色精灵稍有不同，它的发生，不会完全依赖于闪电，而是强对流天气中产生的强冰雹所致，蓝色可能来源于氮气分子激发时产生的光谱。蓝色精灵的亮度普遍要比红色精灵大，而且持续时间更长，可以达到0.3秒。
而淘气精灵严格意义上来说是红色精灵的一种，只不过其形态非常特别，它在由闪电引发高空空气放电时，会形成火红色、向外扩张的圆圈形状，就像一个淘气的孩子，在吹泡泡一样，因此而得名，也叫红环精灵。
无论是红色精灵、蓝色精灵还是淘气精灵，都来源于地球本身，是云层电荷转移与空气分子相互碰撞的结果。此次天文台捕捉到的绿色光束，则源于彗星碎片，是其与地球大气相互作用的结果。总体来说，能让火红光束与绿色光束同框，这种几率是非常非常小的，我们能看到稍纵即逝的这个画面，的确是够幸运的。
