Resultó ser el origen misterioso de la aurora boreal

El misterio que rodea las causas de la luz boreal se ha especulado, pero nunca se ha probado, hasta ahora.

El estudio muestra que estos fenómenos, también conocidos como ondas de Alfven, aceleran el retorno de los electrones a la Tierra, provocando que las partículas produzcan el espectáculo de luces que conocemos como Nordic Light.

“Las mediciones revelaron que esta pequeña población de electrones experimenta una ‘aceleración resonante’ por el campo eléctrico de la onda Alfven, similar a un surfista que atrapa una ola y se acelera continuamente a medida que el surfista se mueve con la ola”, dijo Greg Howes, profesor asociado. . en el departamento. de Física y Astronomía en la Universidad de Iowa y coautor del estudio.

Esta idea de los electrones “navegando” en el campo eléctrico es una teoría introducida por primera vez en 1946 por un físico ruso, Lev Landau, que fue llamado amortiguamiento de Landau. Su teoría ahora está probada.

Recreando la aurora boreal

Los científicos se han dado cuenta durante décadas de cómo probablemente se crea la aurora, pero ahora han logrado simularla, por primera vez, en un laboratorio con un gran dispositivo de plasma (LPD) en la Facultad de Ciencias Básicas del Plasma. UCLA.

Los científicos utilizaron una cámara de 20 metros de largo para recrear el campo magnético de la Tierra utilizando las poderosas bobinas de campo magnético del LPD de UCLA. Dentro de la habitación, los científicos han generado plasma similar al que existe en el espacio cerca de la Tierra.

“Utilizando una antena especialmente diseñada, lanzamos las ondas Alfven al interior del coche, al igual que podíamos mover rápidamente una manguera de jardín hacia arriba y hacia abajo y ver la onda moverse a lo largo de la manguera”, dijo Howes. Cuando empezaron a sentir que los electrones “navegaban” a lo largo de la onda, utilizaron otro instrumento especializado para medir cómo estos electrones extraían energía de la onda.

Aunque el experimento no recreó las manchas de colores que vemos en el cielo, “nuestras mediciones de laboratorio coincidieron claramente con las predicciones de simulaciones por computadora y cálculos matemáticos, mostrando que los electrones que navegan por las ondas de Alfven pueden acelerar los electrones (hasta velocidades de 45 millones de mph). ) que causa auroras ”, dijo Howes.

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“Estos experimentos nos permiten realizar mediciones clave que muestran que las mediciones espaciales y la teoría realmente explican una forma importante de crear auroras”, dijo Craig Kletzing, coautor del estudio.

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Cuentas aurorales vistas desde la Estación Espacial Internacional.

Los científicos espaciales de todo el país estaban encantados de escuchar la noticia. “¡Estaba muy emocionado! Es muy raro ver un experimento de laboratorio que valide una teoría o un modelo del entorno espacial ”, dijo Patrick Koehn, científico de la división de heliofísica de la NASA. “El espacio es demasiado grande para ser simulado fácilmente en el laboratorio”.

Koehn cree que ser capaz de comprender el mecanismo de aceleración de los electrones que causa las auroras será útil en muchos estudios en el futuro.

“¡Nos ayuda a comprender mejor el clima espacial! El mecanismo de aceleración de electrones verificado por este proyecto funciona en otras partes del sistema solar, por lo que encontrará muchas aplicaciones en la física espacial. También será útil para los pronósticos del clima espacial, que es de gran interés para la NASA ”, dijo Koehn en un correo electrónico a CNN.

Un largo camino por recorrer

Ahora que se ha probado la teoría de la creación de la Aurora Iluminadora, todavía queda un largo camino por recorrer para predecir la fuerza de cada tormenta.

La luz boreal baila en el cielo nocturno del Círculo Polar Ártico.

“Predecir el poder de una tormenta geomagnética en particular, basado en observaciones del Sol y mediciones de naves espaciales entre la Tierra y el Sol, sigue siendo un desafío sin resolver”, dijo Howes en un correo electrónico.

“Hicimos la conexión con los electrones que viajan en las ondas de Alfven a unas 10,000 millas sobre la superficie de la Tierra, y ahora tenemos que aprender a predecir el poder de estas ondas de Alfven usando observaciones desde el espacio”, agregó.

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