Kaster lys over videnskaben om aurorale brud

Auroras, også kendt som nord- eller sydlys afhængigt af hvor de opstår, er naturlige visninger af lys på jordens himmel. Typisk, disse lys er svagt til stede om natten. Imidlertid, Sommetider, disse ellers svage træk eksploderer i lysstyrke og kan endda bryde op i separate glødende kendetegn, fremstår som spektakulære udbrud af lysende manifestationer. Dette slående og maleriske fænomen er kendt som et nordlys-opbrud.

Nu, Japanske videnskabsmænd har kvantitativt bekræftet, hvor energisk dette fænomen kan være. Ved at bruge en kombination af banebrydende, jordbaseret teknologi og nye rumbårne observationer, de har demonstreret den væsentlige rolle, som et auroralt brud spiller i ionisering af den dybe atmosfære. Forskningen fremmer forståelsen af ​​et af de mest visuelt betagende naturfænomener. Resultaterne blev offentliggjort i Jorden, Planeter og rum den 23. januar, 2019.

Solen affyrer stråler af ladede partikler, eller plasma, mod Jorden. Også kaldet solvinde, dette plasma består for det meste af elektroner, protoner og alfapartikler. Når disse partikler interagerer med Jordens magnetfelt, elektriske strømme føres af elektroner ind i jordens atmosfære. Denne reaktion mellem elektronerne og deres atmosfæriske bestanddele udsender lys af varierende farve og kompleksitet, synlig som et nordlys. Imidlertid, man ved kun lidt om, hvor energiske elektronerne kan være, når disse lys eksploderer i de fantastiske lysshows, der er kendt som aurora-opbrud. Indtil nu, antagelsen har været, at elektroner af et specifikt energiniveau er ansvarlige for dette sjældne fænomen.

I den nye undersøgelse, forskerne rapporterer, at i modsætning til konventionel tænkning, en bestemt type elektroner med meget højere energi, kaldet strålingsbælteelektroner, er involveret i det aurorale opbrud. Opkaldt efter deres placering i jordens strålingsbælte, strålingsbælteelektroner havde ikke været tydeligt forbundet med aurorale opbrud før. Forskerholdet baserede deres konklusioner på et datasæt indsamlet via avanceret teknologi og simuleringer.

"Strålingsbælteelektroner frigives fra Jordens magnetfelt og oplader mesosfæren under auroral opbrud. Dette faktum blev kvantitativt bekræftet af både banebrydende, jordbaserede og nye rumbårne observationer, " tilføjer Ryuho Kataoka, Ph.d., lektor ved Statens Institut for Polarforskning og den tilsvarende forfatter. "Denne undersøgelse giver også et godt eksempel på, hvordan Arase satellit og PANSY radar kan samarbejde for at forstå sammenhængen mellem rum og atmosfære."

I deres fremtidige forskningsbestræbelser, Professor Kataoka og hans team håber at forstå, hvordan strålingsbælteelektronerne frigives under den kortvarige periode med auroral opbrud. "Det ultimative mål er at forstå samspillet mellem nordlys og strålingsbælter, " tilføjer professor Kataoka.