Физики получают доступ к секрету северного сияния

В шоу северного сияния прекрасное зрелище. Испокон веков он очаровывал людей. Совсем недавно исследователи выдвинули гипотезу о происхождении этого явления. Но они так и не смогли доказать свои гипотезы. Теперь это сделано благодаря физики из Университета Айовы (Соединенные Штаты). По крайней мере для полярное сияние скажем дискретной формы.

Это самые известные. Они выглядят как длинные арки, занавеси свет волнистый. Их производят мощные электромагнитные волны, то Альфвеновские волны. Сами они рождены в геомагнитные бури. И они ускоряются электроны вокруг земля, заставляя их зажигать в небе эти повязки цвета волшебный. Вот теория, появившаяся более сорока лет назад. Теория, подтвержденная некоторыми спутниковыми измерениями, которые, кажется, показывают присутствие альфвеновских волн, движущихся к Земле над северным сиянием.

Результат нескольких десятилетий работы, исследование сегодня экспериментально демонстрирует механизмы физический об ускорении электронов альфвеновскими волнами. В своем эксперименте исследователи запустили такие волны в камеру Большой плазменный прибор из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США). Цилиндр длиной 20 метров и диаметром 1 метр. Затем они измерили ускорение электронов. В численное моделирование и моделирование математика показывает, что сигнатура этого ускорения согласие хорошо с тем, что предсказывалось для затухания Ландау.

Электроны, как серферы

Обесценивание Ландау? Чтобы понять, давайте вернемся к истории. И помни, что солнечные вспышки или изгнания из масса корональный может серьезно нарушить поток Солнечный ветер. Достаточно, чтобы вызвать на Земле геомагнитные бури. Они сопровождаются одними из самых интенсивных проявлений полярных сияний. В отдаленном магнетизме Земли геомагнитные бури лежат в основе процесса магнитное пересоединение. Линии поля разрываются и восстанавливаются, в конечном итоге возвращаясь на Землю. Вроде как натянутая и внезапно отпущенная резинка. Этот отскок магнитное поле запускает альфвеновские волны, которые движутся к нашей планете вдоль магнитного поля.

Приходит время, когда небольшая популяция электронов, движущихся в том же направлении, что и альфвеновская волна, может быть ускорена до скорости выше. В физики говорят о резонансном ускорении. Как серфер, ловящий волну. Таким образом, эти электроны бороздят электрическое поле волны Альфвена, набирающей скорость благодаря этому механизму, известному как затухание Ландау – знаменитому … – в которомэнергия волны передается ускоренным электронам, предотвращая возникновение неустойчивости. Впервые процесс был открыт в 1946 году.

Затем электроны движутся со скоростью до 20 000 км / с. Они спускаются вдоль магнитного поля Земли и в конечном итоге сталкиваются с атомы а также молекулы кислород иазот в L ‘воздуха разреженный верхняя атмосфера. Встреча, которая порождает эти великолепные завесы света, которые затем сверкают в полярном небе.