Ключевую фазу формирования полярных сияний удалось воспроизвести в лаборатории

Фото из открытых источников

Физики впервые воспроизвели в лабораторных условиях процесс, который является ключевым в механизме формирования полярного сияния. Речь идет, как пишет издание Nature Communications, об ускорении электронов в атмосфере Земли под воздействием ее электромагнитных колебаний.

Полярное сияние рождается при взаимодействии земной магнитосферы с электронами, которые поступают в виде солнечного ветра. Когда магнитное поле нашей планеты захватывает электроны, последние начинают двигаться вдоль силовых линий магнитного щита, проникая в атмосферу у полюсов, где магнитные линии выходят в космическое пространство.

В атмосфере электроны сталкиваются с молекулами кислорода и азота, формируя зеленое свечение. Наука пока не знает на 100%, как именно разгоняются электроны при сближении с Землей, и как конкретно частицы проникают в нижние слои атмосферы.

Ученые из США воспроизвели в лаборатории ключевой для формирования авроры процесс, взяв за основу теорию, сформулированную физиком Львом Ландау в 1947 году. Он выяснил, что источником колебаний, разгоняющих электроны, могут быть альвеновские волны — низкочастотные ЭМ-колебания в ионосфере, которые возникают под воздействием магнитного поля Земли.

"Мы воспроизвели условия, при которых альвеновские волны взаимодействуют с электронами, и установили, что 0.1% частиц начинают резко ускоряться. Такое ускорение действительно может приводить к проникновению электронов в нижние слои ионосферы", — говорит Крейг Клетцинг, профессор Университета штата Айова.