Лабораторні експерименти повністю підтвердили теоретичні розрахунки, які пов’язали появу полярних сяйв з прискоренням електронів Альвенівськими хвилями в плазмі.
Коли потік заряджених частинок спрямовується з космосу до Землі, численні електрони стикаються з іонами кисню та азоту у верхніх шарах атмосфери, фарбуючи небо червоними й зеленими спалахами полярних сяйв. Вважається, що їх втягують в рух і направляють хвилі, що виникають в розрідженій плазмі під впливом магнітного поля планети.
Електромагнітні хвилі змушують заряджену плазму коливатися, створюючи магнітогідравлічні Альвенівські хвилі. «Осідлавши» їх, немов серфери, електрони спрямовуються у напрямку до Землі — або іншій планеті, адже полярні сяйва існують і в інших світах, наприклад на Сатурні. Тепер цей механізм вдалося продемонструвати й під час точного лабораторного експерименту. Про нього вчені пишуть в новій статті, опублікованій в журналі Nature Communications.
Професор Коледжу Вітон Джеймс Шредер (James Schroeder) і його колеги побудували «великий плазматичний пристрій» (Large Plasma Device, LAPD) – трубку діаметром близько метра і понад 16 метрів завдовжки, заповнену розрідженій плазмою. Розташована в одному кінці труби антена запускала по ній електромагнітні хвилі, які викликали появу Альвеновських хвиль.
Простеживши за польотом електронів по LAPD, автори підтвердили, що вони захоплюються в рух хвилями, причому набирають швидкість саме так, як передбачали розрахунки, проведені для полярних сяйв. Вчені резюмують: «Тепер і експерименти, і теорія, і комп’ютерні симуляції демонструють ясний причинно-наслідковий зв’язок між Альвеновськими хвилями й прискоренням електронів, що прямо веде до виникнення полярних сяйв».
Натхнення: naked-science.ru