Множество веков для человечества Полярное сияние было чем-то загадочным, непостижимым, магическим явлением. Это уникальное шоу света позволяет человеку почувствовать себя ближе к космосу, понять, насколько велика Вселенная и насколько ничтожно малы люди.
Полярное сияние появляется, когда электроны, испускаемые Солнцем в виде "солнечного ветра", направляются к нашей планете и двигаются по линиям магнитного поля Земли, после чего сталкиваются с молекулами азота и кислорода в ионосфере - верхних слоях атмосферы на расстоянии между 80 и 600 километров от Земли. Ионы кислорода и азота поглощают энергию, переходя в "возбужденное" высокоэнергетическое состояние. чтобы придти в состояние спокойствия, молекулы выпускают энергию в виде света, который появляется в небе в виде лент красного и зеленого оттенков, что и представляет из себя Полярное сияние.
Несмотря на то, что ученые поняли, что вызывает Полярное сияние, долгое время оставался неизвестным способ ускорения электронов до 72,5 миллионов км/ч при их входе в ионосферу. Эта загадка была раскрыта командой физиков во главе с Университетом Айовы.
Ученые доказали, что электроны улавливают магнитогидродинамические волны, в частности Альвеновские волны, движущиеся к Земле вдоль линий магнитного поля. Эксперименты проводились на Большом плазменном устройстве (LPD) в Базовом центре изучения плазмы Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе. Эксперименты заключались в моделировании условий Полярного сияния в магнитосфере Земли - области космоса, где магнитное поле планеты взаимодействует с "солнечным ветром". После чего ученые запускали Альвеновские волны в камеру плазменного устройства длиной 20 метров и фиксировали случаи воздействия на волны внутрикамерных электронов.
Командой ученых было измерено резонансное ускорение, показатели которого достаточно велики для ускорения электронов до уровней, необходимых для создания Полярного сияния. Это, в свою очередь, доказало, что электроны, перемещаясь по Альвеновским волнам, создают Полярное сияние.
Ученые основывали свои эксперименты на опыте русского физика Льва Ландау, который в 1946 году открыл явление, известное как "затухание Ландау". В новом исследовании ученым удалось доказать его теорию с применением вспомогательных экспериментальных измерений, математического и численного моделирования.
Более подробную информацию можно найти в журнале Nature Communications от 7 июня 2021 года.
Спасибо за время, уделенное нашему каналу. Мы очень ценим свою аудиторию и открыты для общения. Отвечаем на все комментарии и сообщения!
Если Вам интересен наш канал, будем рады видеть Вас и Ваших друзей в числе наших уважаемых подписчиков!
