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Se ha especulado sobre el misterio de la aurora boreal, pero no se ha probado.
Los estudios muestran que estos fenómenos, también conocidos como ondas alpinas, aceleran los electrones hacia la Tierra, lo que hace que las partículas produzcan un espectáculo de luces que conocemos como auroras boreales.
«Las mediciones han demostrado que esta pequeña población de electrones experimenta una ‘aceleración resonante’ en el campo eléctrico de la onda Alfven, que es similar a un surfista que atrapa una ola, acelerando constantemente a medida que el surfista se mueve a lo largo de la ola», dijo Greg Howes, presidente profesor adjunto Coautor de la Facultad de Física y Astronomía de la Universidad de Iowa.
Esta idea de electrones «viajando» en el campo de electrones es una teoría propuesta por primera vez en 1946 por el físico ruso Lev Landau llamada hidratación Landau. Su teoría ahora está probada.
Recreando la aurora boreal
Los científicos han descubierto cómo crear una aurora durante décadas, pero ahora pueden modelarla por primera vez en el laboratorio de Large Plasma Device (LPD) en el Basic Plasma Science Institute de UCLA.
Los científicos utilizaron una cámara de 20 metros de largo para recrear el campo magnético de la Tierra utilizando las poderosas espirales de campo magnético de UCLA LPD. Dentro de la cámara, los científicos han creado un plasma que se parece al que existe cerca de la Tierra.
«Con la ayuda de una antena especialmente diseñada, colocamos las ondas Alfven en el automóvil, del mismo modo que rápidamente agitamos la manguera de jardín hacia arriba y hacia abajo, observando cómo la onda se mueve a través de la manguera», dijo Hoves. Cuando empezaron a sentir los electrones «surfeando» a lo largo de la onda, utilizaron otra herramienta especial para medir cómo esos electrones recibían energía de la onda.
Aunque el experimento no recreó el colorido resplandor que se ve en el cielo, «en el laboratorio, nuestras mediciones coincidieron claramente con las predicciones de modelos informáticos y cálculos matemáticos, lo que demuestra que los electrones que viajan en ondas Alfven pueden acelerar los electrones (hasta 45 velocidades)». «Millones de h / h), que provocan auroras», dijo Hoves.
«Estos experimentos nos permiten hacer mediciones básicas que muestran que la teoría de la medición espacial realmente explica la forma principal de crear una aurora», dijo el coautor del estudio Craig Kletzing.
Los científicos espaciales de la Tierra se sorprendieron al escuchar la noticia. «Estaba muy emocionado. «Es muy raro ver un experimento de laboratorio que confirme una teoría o modelo del entorno espacial», dijo Patrick Cohen, científico del Departamento de Heliofísica de la NASA. «El universo es demasiado grande para ser fácilmente imitado en el laboratorio».
Cohen cree que es posible comprender el mecanismo de aceleración de los electrones que producen las auroras, lo que será útil para muchos estudios en el futuro.
«Nos ayuda a comprender mejor el clima espacial. El mecanismo de aceleración de electrones probado por este proyecto funciona en otras partes del sistema solar, por lo que encontrará muchas aplicaciones en la física espacial. Se utilizará para predecir el clima espacial, algo en lo que la NASA está muy interesada «, dijo Cohen en un correo electrónico a CNN.
Un largo camino por recorrer
Ahora que se ha probado la aurora iluminadora, todavía queda un largo camino por recorrer para predecir qué tan fuerte será cada tormenta.
«Predecir qué tan fuerte será una tormenta geomagnética en particular basándose en las observaciones de Ar չափ la medición de la nave espacial և entre la Tierra ակի el Sol ‘sigue siendo un desafío sin resolver», dice House.
«Hemos establecido la conexión de electrones que viajan en las ondas de Alfwen a una altitud de aproximadamente 10,000 millas sobre la superficie de la Tierra. Ahora necesitamos aprender cómo predecir la fuerza de esas ondas de Alfwen a través de observaciones de naves espaciales», agregó.
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