junio 18, 2021

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Se ha comprobado la misteriosa aparición de la aurora boreal

Se especula sobre el misterio que rodea la causa de la aurora boreal, pero no se ha probado.

Este fenómeno, también conocido como ondas de Alvin, acelera los electrones hacia la Tierra, haciendo que las partículas produzcan la luz que conocemos como auroras boreales.

“Las mediciones revelan que este pequeño grupo de electrones está sujeto a una ‘aceleración zumbante’ por un campo eléctrico de dos ondas, que atrapa una onda y acelera constantemente a medida que se mueve con la onda del surfista”, dijo Greg Howes. , Profesor Asistente en el campo. . Tiene un doctorado. Fue profesor asociado de física y astronomía en la Universidad de Iowa.

La idea de “surfear” electrones en el campo eléctrico fue introducida por primera vez en 1946 por el físico ruso Lev Landau, y recibió el nombre de Landau Dumping. La teoría ahora ha sido probada.

Creando auroras boreales

Los científicos han estado comprendiendo durante décadas cómo se pueden formar las auroras, pero ahora han podido simularlas, por primera vez, en el laboratorio de un gran dispositivo de plasma (LPD) equipado con UCLA Plasma Science Core.

Los científicos utilizaron 20 metros de espacio para recrear el campo magnético de la Tierra utilizando poderosas bobinas de campo magnético en el LPD de UCLA. En el interior, los científicos han creado plasma similar al que se encuentra cerca de la Tierra.

“Usando una antena especialmente diseñada, disparamos dos mil ondas en el dispositivo, como un tubo de jardín que se mueve rápidamente hacia arriba y hacia abajo, mirando las ondas moverse a través del tubo”, dijo Howes. Cuando comenzaron a experimentar con electrones “surfeando” con ondas, utilizaron otra herramienta especial para medir cómo estos electrones recibían energía de las ondas.

La aurora boreal aparece en una cascada en Islandia.

Aunque el experimento no recreó los destellos de colores que vemos en el cielo, “nuestras mediciones de laboratorio concuerdan claramente con las predicciones de simulaciones por computadora y cálculos matemáticos, lo que demuestra que los electrones que viajan en dos mil ondas pueden acelerar los electrones (hasta 45 millones de millas por hora). ) “, Dijo.

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“Este experimento nos ha permitido realizar mediciones importantes que muestran que la medición espacial y la teoría explican la forma principal en que se forman las auroras”, dijo Craig Glitzing, uno de los autores del estudio.

Aurora borealis vista desde la Estación Espacial Internacional.

Los astronautas de todo el país estaban encantados de escuchar la noticia. “¡Estoy tan emocionado! Es raro ver pruebas de laboratorio que validen teorías o modelos del entorno espacial”, dijo Patrick Cohn, científico de la división de heliofísica de la NASA. “El espacio para una simulación sencilla en el laboratorio es enorme”.

Kun dice que espera que comprender el mecanismo por el cual los electrones hacen que las auroras se aceleren sea útil en muchos estudios futuros.

“¡Nos ayuda a comprender mejor el clima espacial! El mecanismo de aceleración de electrones verificado por este programa opera en otras partes del sistema solar, por lo que encontrará muchas aplicaciones en la física espacial. También será útil para pronosticar el clima espacial “, dijo Kun en un correo electrónico a CNN. La NASA estaba muy interesada”.

Y el viaje es aún más largo

Ahora que se ha demostrado la teoría de cómo se crean las auroras brillantes, todavía queda un largo camino por recorrer para predecir qué tan fuerte será cada tormenta.

La aurora boreal baila en el cielo nocturno en el Círculo Polar Ártico.

“Predecir qué tan fuerte será una tormenta geomagnética en base a las observaciones del sol y las mediciones de las naves espaciales entre la Tierra y el sol sigue siendo un desafío sin resolver”, dijo Howes en un correo electrónico.

“Hemos establecido una relación entre electrones que pueden navegar dos mil ondas a una altitud de 10,000 millas sobre la superficie de la tierra, y ahora necesitamos aprender cómo predecir la fuerza de esas dos mil ondas usando el rastreo de naves espaciales”, agregó. .

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Corrección: una versión anterior de esta historia identificó erróneamente al físico que escribió el estudio. Son de la Universidad de Iowa.