物理学家报告了奥鲁拉斯如何创造的明确证据


由爱荷华大学领导的物理学家报告了明确的证据,即光晕目眩的极光是通过被称为Alfven波的强大电磁力加速的电子引起的极光。爱荷华大学奥斯汀蒙特利厄斯信贷

在高纬度地区填补天空的极光博机器或北极光让人迷上了数千年的人。但是,他们如何创造,而理论化,尚未得到终结地证明。

在一项新的研究中,由爱荷华大学领导的物理学家团队报告了最明确的证据表明,最辉煌的极光是在地磁风暴期间强大的电磁波生产的。该现象称为Alfven Wave,将电子朝向地球加速,导致颗粒产生熟悉的大气光展示。

6月7日在线发布的研究在自然通信中,结束了几十年来,以实验证明了通过Alfven波在对应于地球极光磁层的条件下通过Alfven波加速的物理机制。

“测量揭示了这种小型电子人群通过Alfven Wave的电场经历了”共振加速“,类似于捕捉波浪的冲浪者,随着冲浪者随着波浪的移动而不断加速,”Greg Howes,Company ov爱荷华州的物理与天文学与学习共同作者。

科学家们已经知道,从太阳中散发出的激励粒子 - 例如每小时4500万英里的电子赛车 - 沿着地球的磁场线沉淀到高层大气中,在那里它们与氧气和氮分子碰撞,将它们撞击一个激动的状态。这些激发的分子通过发光来放松,产生极光的色彩色彩。

该理论由航天器任务支持,经常发现Alfven Wave在Auroras上方行驶的Alfven波,推测沿途沿途加速电子。虽然基于空间的测量支持了该理论,但航天器和火箭测量固有的限制阻止了最终的测试。

物理学家能够在大型血浆基本科学设施的大型血浆设备(LPD)的一系列实验中找到确认证据,该公司是美国能源和国家科学基金会联合支持的国家合作研究机构。

“这些波可以激励创造极光的电子的想法回到了四十年的时间,但这是我们第一次能够确认它的工作原理,”物理系教授克雷格克莱斯说:“克雷格克莱斯(Craig Kletzing)说爱荷华州和一名学习共同作者的天文学。“这些实验让我们制作关键测量,表明空间测量和理论确实解释了创建极光的主要方式。”

在波浪电场上的电子“冲浪”现象是称为Landau阻尼的理论过程,首先由俄罗斯物理学家Lev Landau提出1946年。通过数值模拟和数学建模,研究人员展示了他们的实验结果同意随着Landau阻尼的预测签名。

实验,仿真和建模的协议提供了第一种直接证据,即Alfven Wave可以产生加速电子,导致极光,UCLA和UCLA血浆科学技术研究所的理事。

“这种具有挑战性的实验需要测量非常小的电子群体以几乎与Alfven波的速度升高,以达到相同的速度,在等离子体中的数千个电子中不到一个,”卡特说。

###

詹姆斯施罗德,惠顿学院的物理学助理教授和研究的相应作者,在爱荷华州获得了博士学位。Frederick Skiff,UI物理和天文部教授,是一家学习共同作者。与UCLA的空间科学研究所有斯蒂芬·芬纳和赛斯多夫曼正在贡献作者。

更多详细信息可供选择:https://homepage.physics.uiowa.edu/~ghowes/research/aurora.html.

美国国家科学基金会,美国能源部,美国宇航局资助了该研究。

请关注spaceref推特和我们一样Facebook