Ученые рассказали, как образуются полярные сияния

Воссоздав условия для полярного сияния в лаборатории, исследователи подтвердили, как формируются эти яркие, мерцающие световые завесы.

Как сообщили на портале «Научная Россия», северное сияние возникает, когда электроны из космоса каскадом попадают в верхние слои атмосферы, где они сталкиваются с молекулами кислорода и азота, окрашивая небо в красный и зеленый цвета.

На протяжении десятилетий ученые предполагали, что электроны перемещаются в атмосферу на волнах магнитного поля Земли, называемых альфвеновскими волнами. Однако ни один спутник никогда не наблюдал этого напрямую.

Новый эксперимент по ускорению электронов с помощью альфвеновских волн предлагает первое прямое доказательство того, что эти возмущения в магнитном поле Земли могут выталкивать электроны в атмосферу, вызывая полярные сияния.

Команда заполнила 20-метровую трубу шириной 1 метр смесью из заряженных частиц или плазмы. Электрические катушки создавали магнитное поле по всей длине камеры. Антенна на одном конце прибора генерировала собственное магнитное поле, которое, по сути, разрывало силовые линии магнитного поля внутри контейнера, чтобы посылать волны Альфвена, колеблющиеся в плазме.

Как и ожидалось, электроны в плазме захватывались альфвеновскими волнами и ускорялись вниз по камере. Более того, «энергия, получаемая на электрон в секунду, в нашем эксперименте была аналогична той, которая потребовалась бы в космосе для создания полярного сияния», – рассказал Шредер из Уитон-колледжа в Иллинойсе.

По словам Шредера, эти результаты не только подтверждают физику северного сияния на Земле. «То, что здесь происходит, очень вероятно, может происходить на Юпитере или где-нибудь еще, например, на Сатурне, где мы видим полярные сияния», – добавил Шредер.