Pulserende nordlys:Dræberelektroner i klatrende himmellys

Computersimuleringer forklarer, hvordan elektroner med vidtspændende energier regner ind i Jordens øvre og mellemste atmosfære under et fænomen kendt som den pulserende nordlys. Fundene, offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , tyder på, at de højere-energielektroner, der er et resultat af denne proces, kan forårsage ødelæggelse af den del af ozonen i mesosfæren, omkring 60 kilometer over jordens overflade. Undersøgelsen var et samarbejde mellem videnskabsmænd i Japan, herunder på Nagoya Universitet, og kolleger i USA, blandt andet fra NASA.

Det nord- og sydlys, som folk typisk er opmærksomme på, kaldet aurora borealis og australis, ligne farvede gardiner af røde, grønne, og lilla breder sig over nattehimlen. Men der er en anden slags nordlys, der ses sjældnere. Det pulserende nordlys ligner mere utydelige skyer, der klatrer hen over himlen.

Forskere har først for nylig udviklet de teknologier, der gør dem i stand til at forstå, hvordan det pulserende nordlys dannes. Nu, et internationalt forskerhold, ledet af Yoshizumi Miyoshi fra Nagoya University's Institute for Space-Earth Environmental Research, har udviklet en teori til at forklare bred-energi elektronudfældninger af pulserende nordlys og udført computersimuleringer, der validerer deres teori.

Deres resultater tyder på, at både lav- og højenergielektroner stammer samtidigt fra interaktioner mellem korbølger og elektroner i Jordens magnetosfære.

Korbølger er plasmabølger, der genereres nær den magnetiske ækvator. Når først det er dannet, de rejser nordpå og sydpå, interagerer med elektroner i Jordens magnetosfære. Denne vekselvirkning aktiverer elektronerne, sprede dem ned i den øvre atmosfære, hvor de frigiver den lysenergi, der fremstår som et pulserende nordlys.

Elektronerne, der er resultatet af disse vekselvirkninger, spænder fra dem med lavere energi, på kun et par hundrede kiloelektronvolt, til meget højenergiske, på flere tusinde kiloelektronvolt, eller 'megaelektron' volt.

Miyoshi og hans team foreslår, at højenergielektronerne i pulserende nordlys er 'relativistiske' elektroner, ellers kendt som dræberelektroner, på grund af den skade, de kan forårsage, når de penetrerer satellitter.

"Vores teori indikerer, at såkaldte dræberelektroner, der udfælder i den mellemste atmosfære, er forbundet med det pulserende nordlys, og kan være involveret i ozonnedbrydning, " siger Miyoshi.

Holdet planlægger dernæst at teste deres teori ved at studere målinger taget under en rumraketmission kaldet 'tab gennem aurorale mikroburstpulsationer' (LAMP), som skal lanceres i december 2021. LAMP er et samarbejde mellem NASA, Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA), Nagoya Universitet, og andre institutioner. LAMP-eksperimenter vil være i stand til at observere dræberelektronerne forbundet med den pulserende nordlys.

Papiret, "Relativistiske elektronmikroudbrud som højenergihale af pulserende nordlyselektroner, " blev offentliggjort online i Geofysiske forskningsbreve den 13. oktober, 2020.