Mensen hebben millennia lang ontzag gehad voor de prachtige aurora borealis aan de nachtelijke hemel. En hoewel we al een tijdje niet wisten wat de oorzaak was, hebben natuurkundigen eindelijk ontdekt hoe het fenomeen precies werkt.
Volgens een nieuw artikel gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications, het begint allemaal met de zon. Specifiek, wanneer sterke verstoringen op de zon dan aan het magnetisch veld van de aarde trekken. Hevige verstoringen, zoals enorme geomagnetische stormen, zijn niet ongewoon en de gevolgen van deze gebeurtenissen kunnen zich uitstrekken tot buiten de zon door de rest van ons zonnestelsel. En voor ons hier op aarde zien we dit meestal gemanifesteerd als aurora's.
Die sterke verstoringen trekken aan het magnetische veld van onze planeet, vergelijkbaar met een rubberen band. Terwijl het veld terugspringt, is er een terugslag die golvende rimpelingen veroorzaakt, genaamd Alfvén-golven, die zich ongeveer 80.000 mijl boven de grond voordoen. De golven versnellen hoe dichter ze bij de aarde komen, dankzij de magnetische aantrekkingskracht van de planeet. Af en toe zullen elektronen een lift krijgen op deze Alfvén-golven en snelheden bereiken van wel 45 miljoen mijl per uur terwijl ze door de ruimte bewegen.
George Howes, universitair hoofddocent natuurkunde en astronomie aan de Universiteit van Iowa, zei “Er werd een beetje getheoretiseerd dat daar de energie-uitwisseling plaatsvindt. Maar niemand had ooit een definitieve demonstratie gegeven dat de Alfvén-golven deze elektronen daadwerkelijk versnellen onder de juiste omstandigheden die je hebt in de ruimte boven de aurora.”
Simon's passion 4 Travel/Shutterstock.com“Denk aan surfen,” zei Jim Schroeder, assistent-professor natuurkunde aan het Wheaton College en de hoofdauteur van het artikel verklaarde: “Om te surfen, moet je op de juiste snelheid peddelen zodat een oceaangolf je oppikt en versnelt , en we ontdekten dat elektronen aan het surfen waren. Als ze met de juiste snelheid ten opzichte van de golf zouden bewegen, zouden ze opgepikt en versneld worden.”
Als deze elektronen uiteindelijk de dunne bovenste atmosfeer van de aarde bereiken, botsen ze met elkaar met de zuurstof- en stikstofmoleculen. Dit brengt ze in een opgewonden toestand, maar als ze kalmeren, geven ze licht af, ook wel aurora genoemd.
Austin Montelius/College of Liberal Arts and Sciences, University of Iowa“Niemand had dit ooit eerder gemeten tussen elektronen en Alfvén-golven,” zei Schröder. Wetenschappers waren dolblij dat ze eindelijk een experiment konden uitvoeren dat hun vermoeden over de Alfvén-golven die de elektronen versnellen goed kon testen.
Normaal gesproken zou zo'n experiment moeten worden uitgevoerd in een omgeving die 8217;s zo dicht mogelijk bij het echte werk; om voor de hand liggende redenen is het echter onmogelijk voor wetenschappers om dingen opnieuw in de ruimte te testen, zonnegebeurtenissen te beheersen of andere factoren in ons zonnestelsel te verklaren. In plaats daarvan gebruikten onderzoekers het Large Plasma Device van de Basic Plasma Science Facility, die is gevestigd aan de Universiteit van Californië, Los Angeles om de interactie na te bootsen.
De onderzoekers denken dat de bevindingen waarschijnlijk een breder begrip zullen creëren van hoe deeltjes worden geactiveerd en hoe dergelijke zonne-evenementen de aarde en het gebied eromheen (inclusief onze vele satellieten) beïnvloeden.
via NPR