冰岛的北极光。图片来源：Mike-Hubert.com/Shutterstock.com
科学家相信，他们已经自信地证明了极光（高纬度地区夜空中可见的北极光和南极光）背后的形成机制。特别是，研究人员在实验室中重建了该机制。这一切都指向一个罪魁祸首：被称为阿尔芬波的强大磁波，它会加速电子在地球磁场线上的运动，然后撞击大气层。
据报道自然通讯，该团队使用大型等离子装置来重现波浪。他们见证了电子不仅能够在这些波中传播，还能从它们中获取能量并加速。这些电子可以达到光速的百分之六左右，通过撞击氧和氮原子，它们产生了我们在极光中看到的彩色波浪幕效应。
这个实验绝非易事。为了重现空间条件，他们在等离子体中只存在少量电子，希望移动的电子在加速时能够表现出所谓的朗道阻尼的特征特征。
“测量结果显示，这一小部分电子在阿尔文波电场的作用下经历了‘共振加速’，类似于冲浪者捕捉到波浪，并随着冲浪者沿着波浪移动而不断加速，”合著者、来自该大学的格雷格·豪斯教授说。爱荷华大学在一份报告中表示陈述。
这种情况的理论框架跨越了数十年，并且对地球和太空极光的计算机模拟和观测证实了这一机制。这里进行的实验增加了一层新的证据。
电子在阿尔芬波上冲浪的机制现已被理论、模拟和最新的实验室结果所证实。了解壮观的灯光秀有助于我们更好地了解太空天气和地磁风暴的风险。
“很长一段时间以来，人们都知道极光过程的开始是太阳的剧烈活动，结束是电子撞击高层大气发光。目前尚不清楚的是中间的步骤。这一发现为这个难题提供了重要的一块，”第一作者、惠顿学院的吉姆·施罗德博士在一份报告中说道。陈述。 “了解近地空间的物理学也很实用。我们的社会已经变得依赖于这个卫星密集的太空区域来进行通信和导航，而地磁风暴和极光的动态会对这些卫星产生不利影响。”
本周《IFLSCIENCE》
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