Знайшли в лабораторії. Фізики розкрили таємницю хвиль, які викликають полярні сяйва

Вчені Університету Айови в США розкрили таємницю виникнення полярного сяйва. Головну роль відіграють потужні електромагнітні хвилі під час магнітних бур.

Фізики з США вперше продемонстрували і підтвердили механізм прискорення частинок — відтворивши цей процес в лабораторії, повідомляє видання Science Alert.

Як і припускали вчені, потужні електромагнітні хвилі, відомі як хвилі Альфвена, прискорюють електрони уздовж силових ліній магнітного поля.

«Ідея про те, що ці хвилі можуть збуджувати електрони, що створюють полярне сяйво, виникла більше чотирьох десятиліть тому, але це перший раз, коли ми змогли остаточно підтвердити, що це працює», — сказав фізик Крейг Клетцінг з Університету Айови.

«Ці експерименти дозволяють нам провести ключові вимірювання, які показують, що космічні вимірювання і теорія дійсно пояснюють основний спосіб створення полярних сяйв», — додав учений.

Вперше такі хвилі були описані шведським інженером-електриком Ханнесом Альфвеном в 1942 році – поперечні хвилі в електричній рідини, що поширюються уздовж силових ліній магнітного поля. Вони є важливим механізмом перенесення енергії і імпульсу в магнитогідродинамічних системах; тобто вони можуть прискорювати частинки.

Альфвенівські хвилі спостерігалися в силових лініях магнітного поля Землі, а космічні апарати навіть спостерігали спрямовані на Землю альфвенівські хвилі над полярними сяйвами.

Тому група вчених на чолі з фізиком Джимом Шредером з Вітон-коледжу використовувала Велике полум’яне пристрій (LAPD) в Каліфорнійському університеті в Лос-Анджелесі, щоб ближче познайомитися з цим явищем. Це циліндрична вакуумна камера довжиною 20 метрів (66 футів) і діаметром 1 метр (3,3 фути) з потужним магнітним полем.

«Цей складний експеримент вимагав вимірювання дуже невеликій популяції електронів, що рухаються по камері LAPD майже з тією ж швидкістю, що і альфвенівські хвилі», — сказав фізик Трой Картер з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі.

Команда генерувала альфвенівські хвилі в плазмі в LAPD і одночасно вимірювала розподіл електронів за швидкостями в умовах, відповідних за формування полярних сяйв. Вони виявили, що альфвенівські хвилі передають енергію електронів в резонансі з хвилями — швидкість, аналогічна фазової швидкості хвиль.

«Вимірювання показали, що ця невелика популяція електронів піддається резонансному прискоренню електричним полем альфвеновської хвилі, подібно до того, як серфер ловить хвилю і постійно прискорюється, коли серфер рухається разом з хвилею», — сказав фізик Грег Хоус з Університету Айови.

Цей процес відомий як загасання Ландау, тому що передача енергії від хвилі до частинки послаблює хвилю, що, в свою чергу, запобігає виникненню нестабільності. Потім, порівнявши свої результати з модельним полярним сяйвом, команда змогла продемонструвати, що швидкість збудження електронів відповідає загасанню Ландау в реальних умовах.

«Співвідношення швидкості збудження електрона між експериментом і моделлю полярних сяйв встановлює остаточний зв’язок, необхідну для демонстрації того, що ми надали пряме експериментальне підтвердження того, що альфвенівські хвилі можуть прискорювати електрони, які генерують чаруюче сяйво», — написали дослідники.

Раніше стало відомо, що описаний в японській літописі «Ніхон Сьокі» червоний «хвіст фазана», який виник в небі над Японією в VII столітті, був, найімовірніше, полярним сяйвом. До таких висновків дійшли Рюхо Катаока, який вивчає космічну погоду в Національному інституті полярних досліджень в Японії, і його колеги.

Згідно з історичними записами, 30 грудня 620 року в небі з’явився загадковий «хвіст фазана». У той час знак вважали поганою ознакою. Сучасні вчені, озираючись назад на записи, задавалися питанням, чи могло видовище бути викликано сяйвом або кометою.

Катаока з колегами почали з порівняння історичного опису з сучасним розумінням полярних сяйв. Хоча ці небесні явища часто бувають зеленими, вони можуть з’являтися в інших кольорах, включаючи червоний, в залежності від того, які елементи в атмосфері Землі активуються зарядженими частинками.

Дослідники визначили положення магнітного полюса Землі в 620 році, щоб з’ясувати, чи могло світіння верхніх шарів виникнути в районі Японії в той час. З’ясувалося, що магнітна широта Японії в 620 році відрізнялася від сучасної: тоді вона становила 33 градуси, в той час як зараз — 25 градусів.

Нагадаємо, у січні північне сяйво над Лапландією розфарбувало небо у яскраві зелені та місцями рожеві кольори (фото). Природне явище тривало лише 15 хвилин.

Читайте також:

Жителі Землі 10 червня зможуть спостерігати незвичайне астрономічне явище – кільцеве сонячне затемнення.

У звіті Пентагону про НЛО йдеться, що немає очевидних доказів позаземного походження об’єктів, які спостерігали пілоти ВПС США, втім підтверджуються факти, що це не секретні технології держави та визнається, що незрозуміло, як ці об’єкти рухаються в просторі.

Автор: UA.NEWS

UA.NEWS

«UA.NEWS» - усі події в Україні та світі за останній час, найголовніше, огляди, аналітика та прогнози, читати українською

https://ua.news/ua/

Новини по темі
Airbus приступила до розробки одного з ключових компонентів майбутніх водневих авіалайнерів.

Airbus приступила до розробки одного з ключових компонентів майбутніх водневих авіалайнерів.

Відомий виробник авіатехніки Airbus приступив до роботи зі створення паливних баків, призначених для використання в майбутньому екологічному літаку Zero E. Він повинен буде працювати виключно на екологічно безпечному водневому паливі.

Finance.UA

SsangYong представив електричний Korando

SsangYong представив електричний Korando

Перший повністю електричний кросовер SsangYong отримав назву Korando e-Motion. Старт продажів новинки у Європі призначений на жовтень.

Finance.UA

Доступний електрокар Peugeot e-1008 планують вивести на ринок до 2025 року.

Доступний електрокар Peugeot e-1008 планують вивести на ринок до 2025 року.

Французький портал L’Argus виявив, що проєкт P44, який передбачає розробку субкомпактного кросовера Peugeot 1008 для Південної Америки, також дозволить Stellantis запропонувати в Європі, але в електричному форматі Peugeot e-1008.

Finance.UA

Безысходность и отчаяние перерастающее в злость 190621.

Безысходность и отчаяние перерастающее в злость 190621.

Як‌ ‌Росія‌ знищує ‌українську‌ ‌в‌ ‌Криму?‌ -‌ ‌Крим.

Як‌ ‌Росія‌ знищує ‌українську‌ ‌в‌ ‌Криму?‌ -‌ ‌Крим.

Українці є, а мови – немає. 0,1% кримчан вивчають українську у Криму. 0,1 % – це 214 дітей із 218 974 учнів у 2020/2021 навчальному році в Криму. Трохи краща, але теж непроста ситуація – із кримськотатарською мовою: нею мають змогу навчатися 6,7 т...

2

Что изменится на Донбассе после разговора Байдена и Путина? - Донбасс Реалии.

Что изменится на Донбассе после разговора Байдена и Путина? - Донбасс Реалии.

Джо Байден и Владимир Путин впервые встретились как президенты США и России. Увидеться и поговорить хозяин Белого дома предложил российскому коллеге в разгар весенней эскалации. Тогда Россия показательно стянула к украинским границам более ста тыс...

Понеділок Святого Духа. Божественна літургія з Трьохсвятительської духовної семінарії УГКЦ

Понеділок Святого Духа. Божественна літургія з Трьохсвятительської духовної семінарії УГКЦ

Підпишіться і натисніть , щоб отримувати сповіщення про трансляції та нові відео. Telegram без спаму ️ Facebook ️ Twitter ️ У нас є що подивитись! КОНДРАТЮК У ПОНЕДІЛОК: "ПРЯМИМ ТЕКСТОМ" З ЮРІЄМ ЛУЦЕНКОМ: ТОКШОУ "ВЕЛИКА ПОЛІТИКА": ТОКШОУ "ДІЙОВІ О...

3

Літній дитячий табір. Як відправити свою дитину на відпочинок і спати спокійно. Поради експертів

Літній дитячий табір. Як відправити свою дитину на відпочинок і спати спокійно. Поради експертів

Жодне літо не минає без звісток про харчові отруєння у дитячих таборах. 30 дітей отруїлися в таборі на Одещині. Там виявили кишкову паличку. Нині табір - під перевірками, і там знову порушення санітарних норм. Такі новини точно не дивують, бо коли...

Австрійські вболівальники у Румунії кричали  «Україна» : їх підтримали і українці.

Австрійські вболівальники у Румунії кричали «Україна» : їх підтримали і українці.

У Румунії 21 червня відбудеться матч Україна – Австрія. Вболівальники вже встигли познайомитись та налаштувались на гру. 24 Канал онлайн – 24 Канал у Facebook – 24 Канал у Instagram – 24 Канал у Twitter – 24 Канал у Telegram –

1