Общ

Физиците търсят зашеметяващи полярни сияния, за да отключат как енергията работи в космоса


Милиони посетители търсят всяка година най-добрия изглед на полярното сияние. Изследователите обаче започват да се вглеждат по-отблизо в цветното зрелище. Физиците подозират, че полярните сияния могат да дадат ключови прозрения във физиката на космоса.

Ново проучване разкри, че полярните сияния функционират като телевизионни екрани, показвайки какво се е случило на милиони мили от магнитното поле на Земята. Често наричани северно сияние, полярните сияния се образуват, когато заредени частици от слънцето по време на слънчева изблик се сблъскат с магнитния щит на Земята. Тези сблъсъци карат електроните да се преместят във високо енергийно състояние. Електроните освобождават фотон (светлина), когато спаднат до по-ниско енергийно състояние, което води до изблици на светлина, които изграждат полярни сияния.

Проучване на енергийните промени на експлозивно сияние

Изследването е проведено от екип от Университетския колеж в Лондон съвместно с Университета в Рединг. Екипите отдалечено наблюдават променяща се полярно сияние, за да изследват физиката, която се крие зад причините, кога и как се отделя енергия, тъй като полярното сияние се променя експлозивно.

"Някъде в огромния обем пространство, в което се простира магнитосферата на Земята, това енергийно освобождаване се случва чрез нестабилност, която е наистина трудно да се определи. Те причиняват суббури, при които заредени частици сърфират в земната атмосфера на електромагнитни вълни, освобождавайки големи количества енергия и осветявайки сиянието ", каза Джонатан Рей от UCL Space & Climate Physics. Rae също беше един от авторите на изследването.

"Чрез внимателно изучаване на полярните сияния можем да направим карта обратно към мястото, където се появяват нестабилностите, и да изучим физиката, която ги причинява. Това е много по-ефективно, отколкото да се опитваме да наблюдаваме огромни пространствени пространства."

За да проведат своите наблюдения, физиците сканираха големи небесни части и определиха сиянието, което искаха да покрият - Poker Flats в Аляска. Те използваха данни от камерата за мултиспектрална обсерватория на чувствителни EM-CCD (MOOSE), която проследи събитието на Аврора през 2012 г. в продължение на четири минути.

Макар че четири минути данни може да не изглеждат като много време, времето беше достатъчно за учените да получат значителни данни.

Анализирайки физиката зад полярните сияния

След това екипите обработиха данните, за да търсят улики за формирането на полярното сияние. Сравнявайки бележките за тази формация с теориите на екипа, те биха могли да се стеснят къде нестабилността в космоса е причинила полярното сияние.

„Показахме, че е възможно само да се изследва полярно сияние, за да се установи къде са нестабилностите в космоса, което не е правено досега“, обясни съавторът Колин Форсайт от UCL Space & Climate Physics.

"Нашият метод ни позволява да предскажем каква е нестабилността и къде е тя в космоса. Всъщност регионът, който идентифицирахме, е невероятно малък в космическо отношение - само малка част от обема на Земята - и ние се надяваме да го проучи по-подробно с помощта на космически кораби, които преминават през района. "

Преди това проучване изследователите биха могли да опишат само полярното сияние и събитията, които са го описали. Новото проучване обаче бележи първия път, когато е направен обширен физически анализ на физиката зад събитията.

"Важното е, че нашата работа даде на учените повече физика, с която да работят. Цял набор от теоретични модели могат да бъдат тествани и усъвършенствани въз основа на физическите характеристики, които сме заснели", добави съавторът Клеър Уат от Университета в Рединг.

"Това, което съобщихме, убягва на учените, тъй като за първи път полярните сияния са описани през 60-те години и докато използваме Земята като най-близката си лаборатория, констатациите ще се отнасят и за други събития на други места в Слънчевата система. Сега очакваме с нетърпение да определим този епицентър в космоса и да разберем какво го прави нестабилен ", заключи Рае.


Гледай видеото: Полярное сияние Aurora Borealis 2014 HD (Юли 2021).