Zorze powstają gdy elektrony z kosmosu poruszają się po falach w polu magnetycznym Ziemi

Odtwarzając warunki dla zorzy polarnej w laboratorium, naukowcy potwierdzili, jak tworzą się te jasne, migoczące kurtyny światła.

Zorza polarna powstaje, gdy elektrony z kosmosu spływają kaskadą do górnych warstw atmosfery, gdzie zderzają się z cząsteczkami tlenu i azotu, malując niebo na czerwono i zielono. Ale trudno było ustalić, co dokładnie przyciąga te elektrony w kierunku Ziemi. Przez dziesięciolecia naukowcy podejrzewali, że elektrony przemieszczają się w atmosferze po falach ziemskiego pola magnetycznego, zwanych falami Alfvéna, jak maleńcy surferzy łapiący fale do brzegu. Ale żaden satelita nigdy nie zaobserwował tego bezpośrednio.

Nowy eksperyment, w którym akcelerowano elektrony za pomocą fal Alfvéna, dostarcza pierwszego bezpośredniego dowodu na to, że zakłócenia w polu magnetycznym Ziemi mogą wpychać elektrony do atmosfery, powodując zorze polarne, donosi fizyk plazmowy James Schroeder i jego koledzy w Nature Communications.

Fale zwane falami Alfvéna w polu magnetycznym Ziemi (przedstawione jako niebieskie zawijasy) mogą przenosić elektrony (żółte) z kosmosu do ziemskiej atmosfery, aby rozświetlić zorze — podobnie jak fale oceaniczne wypychają surferów na brzeg. AUSTIN MONTELIUS/UNIWERSYTET IOWA

Zespół wypełnił rurkę o długości 20 metrów i szerokości 1 metra mieszaniną naładowanych cząstek, czyli plazmą. Cewki elektryczne wytworzyły pole magnetyczne biegnące przez całą komorę. Antena na jednym końcu instrumentu generowała własne pole magnetyczne, które zasadniczo szarpało linie pola magnetycznego w pojemniku, wysyłając fale Alfvéna do plazmy.

Zgodnie z oczekiwaniami elektrony w plazmie zostały porwane przez fale Alfvéna i przyspieszyły w dół komory. Co więcej, „energia uzyskana na jeden elektron na sekundę była podobna, w naszym eksperymencie, do tej, która byłaby potrzebna w przestrzeni kosmicznej do stworzenia zorzy polarnej”, mówi Schroeder z Wheaton College w Illinois.

Wyniki te nie tylko potwierdzają fizykę stojącą za atmosferycznymi pokazami świetlnymi na Ziemi, mówi Schroeder. „To, co się tutaj dzieje, najprawdopodobniej dzieje się na Jowiszu lub w dowolnym innym miejscu, takim jak Saturn, gdzie widzimy zorze polarne”.

Źródło: Maria Temming

Zdjęcie: AXELLE B
Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x