Очень быстрые электроны. Ученые раскрыли "секрет" северного сияния

Ученые наконец-то получили доказательство того, что частицы рассыпаются по космосу мощными альфвеновскими волнами, сообщает Live Science

Физики предоставили окончательные доказательствами того, что северное сияние является результатом того, что электроны "бороздят" космос на мощных волнах.

Ученым давно известно, что полярное сияние возникает, когда заряженные частицы Солнца взлетают в космос и врезаются в магнитосферу Земли. Эти заряженные частицы перемещаются по линиям магнитного поля нашей планеты в верхние слои атмосферы, где они сталкиваются с молекулами кислорода и азота, испуская при этом ослепительно красочный свет.

Но все еще оставался вопрос: как эти солнечные частицы набирают достаточно скорости и энергии, чтобы с такой силой врезаться в атмосферу Земли?

Одно популярное объяснение связано с альфвеновскими волнами — мощными геомагнитными волнами, которые распространяются через плазму, заряженный газ, составляющий солнечный ветер.

Эти волны могут улавливать случайные электроны в плазме и разгонять их до чрезвычайно высоких скоростей, более 72 миллионов км/ч, не сбивая их с курса. Приборы фиксировали альфвеновские волны, движущиеся к Земле над полярными сияниями, но у ученых не было окончательного способа доказать, что эти волны ускоряют электроны — до сих пор.

В новом исследовании ученые использовали прибор под названием Large Plasma Device (LPD) — вакуумную камеру длиной 20 метров в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, способную удерживать магнитное поле, чтобы воссоздать альфвеновские волны в условиях, аналогичных в солнечном ветре. Ученые измерили скорость электронов, движущихся через плазменную камеру, и обнаружили, что небольшое количество электронов действительно ускоряется волнами до больших скоростей.

"Воздействие на электроны было похоже на то, как серфер ловит волну и постоянно ускоряется по мере того, как движется вместе с ней", — говорит Грег Хоуз из Университета Айовы.

По словам исследователей, экспериментальные результаты идеально согласуются с математическими моделями и компьютерным моделированием этого эффекта серфинга по волнам, предоставляя первое "окончательное" доказательство того, что альфвеновские волны питают северное сияние.