Новые лабораторные эксперименты подтверждают, что возмущения в магнитном поле Земли, называемые альфвеновскими волнами, отправляют электроны в атмосферу, которые и создают полярные сияния, — пишет sciencenews.org со ссылкой на Nature Communications.

Воссоздавая условия для полярного сияния в лаборатории, исследователи подтвердили, как формируются эти яркие, мерцающие световые занавески.

Северное сияние возникает, когда электроны из космоса каскадом попадают в верхние слои атмосферы, где они сталкиваются с молекулами кислорода и азота, окрашивая небо в красный и зеленый цвета. Но было трудно понять, что именно притягивает эти электроны к Земле. На протяжении десятилетий ученые подозревали, что электроны перемещаются в атмосферу на волнах магнитного поля Земли, называемых альфвеновскими волнами, как крошечные серфингисты, ловящие волны на берегу. Но ни один спутник никогда не наблюдал этого напрямую.

Новый эксперимент по ускорению электронов с помощью альфвеновских волн предлагает первое прямое доказательство того, что эти возмущения в магнитном поле Земли могут выталкивать электроны в атмосферу, вызывая полярные сияния.

Команда заполнила 20-метровую трубу шириной 1 метр смесью из заряженных частиц или плазмы. Электрические катушки создавали магнитное поле по всей длине камеры. Антенна на одном конце прибора генерировала собственное магнитное поле, которое, по сути, разрывало силовые линии магнитного поля внутри контейнера, чтобы посылать волны Альфвена, колеблющиеся в плазме.

Как и ожидалось, электроны в плазме захватывались альфвеновскими волнами и ускорялись вниз по камере. Более того, «энергия, получаемая на электрон в секунду, в нашем эксперименте была аналогична той, которая потребовалась бы в космосе для создания полярного сияния», — говорит Шредер из Уитон-колледжа в Иллинойсе.

По словам Шредера, эти результаты не только подтверждают физику атмосферных световых шоу на Земле. «То, что здесь происходит, очень вероятно, может происходить на Юпитере или где-нибудь еще, например, на Сатурне, где мы видим полярные сияния».