了解了极光和气辉的原理后 ， 我们可以发现二者均只能出现在稀薄的高层大气 。 因为如果靠近地表 ， 假设有氧原子被激发 ， 它很快就会和旁边的原子或者分子碰撞 ， 把能量释放掉；只有空气密度足够稀薄时 ， 原子们被激发后才能安全地自由热运动 ， 直到自己发光释放能量回到基态 。 自地表向上 ， 这个足够稀薄的位置就出现在100千米左右的高度 。 继续向上 ， 原子们同样也能如此发光 ， 但是由于空气密度更稀薄 ， 看到的光也更弱 。 因此最明显的发光就集中在100千米左右的高空 ， 刚好和传统上对太空定义的100千米“卡门线”相当 。
此外 ， 氧原子还有其他能级的激发 ， 例如需要更长时间才能回到基态的一种红色发光 ， 需要更高层大气的更低密度环境 ， 这就形成了在距地表150—300千米一层较弱较弥散的红色气辉层 ， 相比100千米的绿色气辉层 ， 红色气辉层需要更多的曝光积累才可察觉 ， 或者需要强烈的太阳活动打“配合” 。
【极光|航天员拍到的地球外层发光边界是什么】最后 ， 回到神舟十二号航天员在轨拍摄的照片 ， 航天员从太空中拍摄的地球 ， 气辉作为一层薄薄的微弱发光层包裹在距地表100千米高度的地方 。 这一层发光的边界 ， 正是地球上观察夜空时最主要的背景光 。 （王卓骁）
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