Полярне сяйво формується завдяки прихованому механізму перенесення енергії в магнітосфері Землі, який тривалий час залишався невизначеним.
Полярні сяйва виникають, коли заряджені частинки з магнітосфери врізаються в гази верхньої атмосфери, однак джерело їхнього тривалого прискорення було незрозумілим. Нові результати показують, що ключову роль відіграють хвилі Альвена — «плазмові коливання, що поширюються вздовж ліній магнітного поля Землі».
Міжнародна команда дослідників встановила, що ці хвилі діють як стабільне джерело енергії, підтримуючи електричні поля, які прискорюють електрони до енергій, достатніх для утворення сяйва. Без такого підживлення електричні поля згасли б протягом секунд, що суперечить тривалості реальних полярних проявів.
Перевірку виконали на основі супутникових даних місій Van Allen Probes та THEMIS. Спостереження підтвердили, що хвилі Альвена безперервно поповнюють енергію в «зоні прискорення полярного сяйва», запобігаючи згасанню полів.
Професор Чжунхуа Яо зазначає: «Це відкриття… пропонує універсальну модель, застосовну до інших планет». Йдеться про планети з потужними магнітосферами, зокрема Юпітер і Сатурн, де сяйва ще масштабніші.
Результати опубліковано в Nature Communications.