Gli esseri umani hanno trascorso millenni ammirati dalla splendida aurora boreale nel cielo notturno. E mentre siamo rimasti incerti su cosa li causasse ormai da tempo, i fisici hanno finalmente capito esattamente come funziona il fenomeno.
Secondo un nuovo articolo pubblicato sulla rivista scientifica Nature Communications, tutto inizia con il sole. In particolare, quando forti disturbi sul sole colpiscono il campo magnetico terrestre. Disturbi violenti, come enormi tempeste geomagnetiche, non sono rari e le ripercussioni di questi eventi possono estendersi oltre il sole per tutto il resto del nostro sistema solare. E per noi qui sulla Terra, di solito vediamo questo manifestarsi come aurore.
Questi forti disturbi attirano il campo magnetico del nostro pianeta, in modo simile a un elastico. Quando il campo torna indietro, c'è un rinculo che provoca increspature ondulate, chiamate onde di Alfvén, che si verificano a circa 80.000 miglia dal suolo. Le onde accelerano man mano che si avvicinano alla Terra, grazie all'attrazione magnetica del pianeta. A volte, gli elettroni ottengono un passaggio su queste onde di Alfvén, raggiungendo velocità fino a 45 milioni di miglia all'ora mentre si muovono nello spazio.
George Howes, professore associato di fisica e astronomia dell'Università dell'Iowa, ha affermato “È stato in qualche modo teorizzato che è lì che avviene lo scambio di energia. Ma nessuno aveva mai fornito una dimostrazione definitiva che le onde di Alfvén accelerino effettivamente questi elettroni nelle condizioni appropriate che si hanno nello spazio sopra l'aurora.
La passione di Simon 4 Travel/Shutterstock.com“Pensa al surf,” ha detto Jim Schroeder, assistente professore di fisica al Wheaton College e autore principale dell'articolo ha dichiarato: “Per fare surf, devi remare alla giusta velocità affinché un'onda oceanica ti prenda e ti acceleri , e abbiamo scoperto che gli elettroni stavano navigando. Se si muovessero con la giusta velocità rispetto all'onda, verrebbero catturati e accelerati.”
Quando questi elettroni alla fine raggiungono la sottile atmosfera superiore della Terra, si scontrano con le molecole di ossigeno e azoto. Questo li manda in uno stato eccitato, ma mentre si calmano rilasciano la luce—aka un'aurora.
Austin Montelius/College of Liberal Arts and Sciences, University of Iowa“Nessuno lo aveva mai misurato prima tra elettroni e onde di Alfvén,” disse Schroeder. Gli scienziati erano entusiasti di poter finalmente condurre un esperimento che potesse testare adeguatamente la loro impressione sulle onde di Alfvén che accelerano gli elettroni.
Normalmente, un tale esperimento dovrebbe essere condotto in un ambiente che è 8217;s il più vicino possibile alla realtà; per ovvie ragioni, tuttavia, è impossibile per gli scienziati testare di nuovo le cose nello spazio, controllare gli eventi solari o tenere conto di altri fattori nel nostro sistema solare. Invece, i ricercatori hanno utilizzato il Large Plasma Device presso il Basic Plasma Science Facility, che si trova presso l'Università della California, Los Angeles, per ricreare l'interazione.
I ricercatori ritengono che i risultati creeranno probabilmente una comprensione più ampia di come vengono energizzate le particelle e come tali eventi solari influiscono sulla Terra e sull'area circostante (compresi i nostri numerosi satelliti).
tramite NPR