Физики определили, как возникают полярные сияния

Северное сияние, заполняющее небо в высокоширотных регионах, очаровывало людей на протяжении тысячелетий. Но то, как они созданы, хотя и теоретизировалось, окончательно не доказано.

В новом исследовании группа физиков под руководством Университета Айовы сообщает об окончательных доказательствах того, что самые яркие полярные сияния создаются мощными электромагнитными волнами во время геомагнитных бурь. Явления, известные как волны Альвена, ускоряют электроны к Земле, заставляя частицы производить знакомое атмосферное световое шоу.

Исследование, опубликованное 7 июня в журнале Nature Communications, завершает многолетний поиск экспериментальной демонстрации физических механизмов ускорения электронов альфвеновскими волнами в условиях, соответствующих полярным сияниям магнитосферы Земли.

«Измерения показали, что эта небольшая популяция электронов подвергается« резонансному ускорению »электрическим полем альфвеновской волны, подобно тому, как серфер ловит волну и постоянно ускоряется, когда серфер движется вместе с волной», — говорит Грег Хоус, доцент кафедры. доктор физики и астрономии в Айове и соавтор исследования.

Ученым известно, что возбужденные частицы, исходящие от Солнца, такие как электроны, движущиеся со скоростью примерно 45 миллионов миль в час, осаждаются вдоль силовых линий магнитного поля Земли в верхние слои атмосферы, где они сталкиваются с молекулами кислорода и азота, заставляя их возбужденно двигаться. государственный. Эти возбужденные молекулы расслабляются, излучая свет, создавая яркие оттенки полярного сияния.

Теория была подтверждена миссиями космических кораблей, которые часто обнаруживали альвеновские волны, движущиеся к Земле над полярными сияниями, предположительно ускоряющие электроны на своем пути. Хотя космические измерения подтвердили теорию, ограничения, присущие космическим и ракетным измерениям, помешали окончательному испытанию.

Физики определили, как возникают полярные сияния

ОмскПресс