Фізики розкрили таємницю виникнення північного сяйва

pixabay.com

Для цього команда генерувала альвенівські хвилі в плазмі в LAPD, одночасно вимірюючи розподіл електронів за швидкостями в умовах, відповідних формуванню полярних сяйв

Уперше вчені розкрили таємницю виникнення північного сяйва, відтворивши процес в лабораторних умовах. Про це повідомляє Science Alert.

Тепер учені вперше продемонстрували і підтвердили механізм прискорення частинок. Як і передбачалося, потужні електромагнітні хвилі, відомі як хвилі Альвена, прискорюють електрони вздовж силових ліній магнітного поля.

"Ідея про те, що ці хвилі можуть збуджувати електрони, які створюють полярне сяйво, виникла понад чотири десятилітя тому, але це вперше, коли ми змогли остаточно підтвердити, що це працює", - сказав фізик Крейг Клетцинг з Університету Айови.

За його словами, ці експерименти дозволили вченим провести ключові вимірювання, які показують, що космічні вимірювання і теорія дійсно пояснюють основний спосіб створення північних сяйв.

Новини за темою: Над Марсом виявили незвичне сяйво

Такі хвилі були описані шведським інженером-електриком Ганнесом Альвеном ще в 1942 році, на його честь вони й були названі. Ці хвилі - важливий механізм перенесення енергії та імпульсу в магнітогідродинамічних системах, тобто вони здатні прискорювати частинки.

Альвенівські хвилі спостерігалися в силових лініях магнітного поля Землі, космічні апарати також спостерігали спрямовані на Землю альвенівські хвилі над полярними сяйвами.

Новини за темою: Красиво і трохи моторошно: Північне сяйво Київського моря

Тому група вчених на чолі з фізиком Джимом Шредером з Уітон-коледжу використовувала Великий плазмовий пристрій (LAPD) в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі, щоб ближче розглянути це явище.

"Цей складний експеримент вимагав вимірювання дуже невеликої популяції електронів, які рухаються у камері LAPD майже з тією самою швидкістю, що й альвенівські хвилі", - сказав фізик Трой Картер з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.

Команда генерувала альвенівські хвилі в плазмі в LAPD, одночасно вимірюючи розподіл електронів за швидкостями в умовах, відповідних формуванню полярних сяйв.

Учені виявили, що альвенівські хвилі передають енергію електронам в резонансі з хвилями - швидкість, аналогічна фазовій швидкості хвиль.

Цей процес відомий як затухання Ландау: передача енергії від хвилі до частинки послаблює хвилю, що запобігає виникненню нестабільності. Потім, порівнявши свої результати з модельним полярним сяйвом, вчені змогли продемонструвати, що швидкість збудження електронів відповідає затуханню Ландау в реальних умовах.

Новини за темою: Пасажир літака зняв північне сяйво в Ісландії. Фото

Раніше повідомлялося, що у небі над Ісландією спостерігалося північне сяйво