S-a dovedit originea misterioasă a Luminilor Boreale

Misterul care înconjoară cauzele luminii nordice a fost speculat, dar niciodată dovedit, până acum.

Un grup de fizicieni de la Universitatea de Stat din Iowa a dovedit în cele din urmă că „cele mai strălucitoare aurore sunt produse de unde electromagnetice puternice în timpul furtunilor geomagnetice”, potrivit unui herghel nou lansatY.

Studiul arată că aceste fenomene, cunoscute și sub numele de unde Alfven, accelerează electronii înapoi pe Pământ, determinând particulele să producă spectacolul de lumină pe care îl cunoaștem sub numele de Lumina Nordică.

„Măsurătorile au dezvăluit că această mică populație de electroni suferă o„ accelerație rezonantă ”de către câmpul electric al undei Alfven, similar cu un surfer care prinde o undă și este continuu accelerată pe măsură ce surferul se mișcă cu unda”, a spus Greg Howes, asociat profesor în catedră. de fizică și astronomie la Universitatea din Iowa și coautor al studiului.

Această idee a electronilor care „navighează” pe câmpul electric este o teorie introdusă pentru prima dată în 1946 de către un fizician rus, Lev Landau, care a fost numit Landau damping. Teoria sa este acum dovedită.

Recreând aurora boreală

Oamenii de știință și-au dat seama de zeci de ani despre modul în care aurora este cel mai probabil creată, dar acum au reușit să o simule, pentru prima dată, într-un laborator cu Dispozitiv Plasmatic Mare (LPD) de la Facultatea de Știință a Plasmei de Bază. UCLA.

Oamenii de știință au folosit o cameră lungă de 20 de metri pentru a recrea câmpul magnetic al Pământului folosind bobinele puternice ale câmpului magnetic din LPD-ul UCLA. În interiorul camerei, oamenii de știință au generat plasmă similară cu ceea ce există în spațiul din apropierea Pământului.

READ  Landerul Marte al NASA se află în hibernare de urgență - și ar putea muri

„Folosind o antenă special concepută, am lansat undele lui Alfven în mașină, la fel ca să scuturăm rapid un furtun de grădină în sus și în jos și să vedem cum valul se mișcă de-a lungul furtunului”, a spus Howes. Când au început să simtă că electronii „navigau” de-a lungul undei, au folosit un alt instrument specializat pentru a măsura modul în care acești electroni extrageau energie din undă.

Deși experimentul nu a recreat petele colorate pe care le vedem pe cer, „măsurătorile noastre de laborator au fost clar de acord cu predicțiile din simulările computerizate și din calculele matematice, demonstrând că electronii care navighează pe undele Alfven pot accelera electronii (până la viteze de 45 de milioane mph) ) care provoacă aurore ”, a spus Howes.

„Aceste experimente ne permit să efectuăm măsurătorile cheie care arată că măsurătorile spațiale și teoria explică într-adevăr o modalitate majoră de a crea aurore”, a spus Craig Kletzing, coautor al studiului.

Mărgele aurorale văzute de la Stația Spațială Internațională.

Oamenii de știință spațiale din toată țara au fost încântați să audă știrile. “Am fost extrem de încântat! Este un lucru foarte rar să vezi un experiment de laborator care validează o teorie sau un model cu privire la mediul spațial”, a declarat Patrick Koehn, un om de știință din divizia de heliofizică a NASA. “Spațiul este prea mare pentru a fi ușor simulat în laborator.”

Koehn consideră că posibilitatea de a înțelege mecanismul accelerării electronilor care provoacă aurore va fi utilă în multe studii în viitor.

„Ne ajută să înțelegem mai bine vremea spațială! Mecanismul de accelerare a electronilor verificat de acest proiect funcționează în altă parte a sistemului solar, deci va găsi multe aplicații în fizica spațiului. Va fi, de asemenea, util pentru prognozele meteo spațiale, lucru la care NASA este foarte interesată ”, a spus Koehn într-un e-mail către CNN.

READ  Imensul asteroid 2021 EQ3 a zburat pe Pământ în siguranță

un drum lung de parcurs

Acum că teoria creației Aurorei iluminante a fost dovedită, mai este încă un drum lung de parcurs pentru a prezice puterea fiecărei furtuni.

Lumina Boreală dansează pe cerul nopții sus în Cercul polar polar.

„Prezicerea puterii unei anumite furtuni geomagnetice, pe baza observațiilor Soarelui și a măsurătorilor efectuate de nave spațiale între Pământ și Soare, rămâne o provocare nerezolvată”, a spus Howes într-un e-mail.

„Am făcut conexiunea cu electronii care navighează pe undele Alfven la aproximativ 10.000 de mile deasupra suprafeței Pământului și acum trebuie să învățăm să prezicem puterea acestor unde Alfven folosind observații spațiale”, a adăugat el.

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *