Odkryli wielką tajemnicę. Naukowcy już wiedzą jak powstaje zorza polarna

Zorza polarna to jedno z najbardziej widowiskowych zjawisk na niebie. Chociaż dość dużo wiadomo na temat powstawania zórz, to dopiero najnowsze badania pozwoliły zrozumieć kluczowe elementy tego procesu.

Od dawna naukowcy wiedzą, że zorze polarne są wywoływane przez elektrony uderzające w rozrzedzony gaz w górnych warstwach atmosfery. Jednak pełne wyjaśnienie powstawania tego zjawiska zajęło wiele lat, a najnowsze badania odkrywają kolejną tajemnicę.

Po raz pierwszy naukowcom udało się odtworzyć w laboratorium proces powstawania zorzy polarnej. Tak jak myśleli naukowcy, potężne fale elektromagnetyczne, znane jako fale Alfvéna, przyspieszają elektrony wzdłuż linii pola magnetycznego.

- Pomysł, że te fale mogą energetyzować elektrony, które tworzą zorzę polarną, sięga ponad cztery dekady, ale po raz pierwszy udało nam się potwierdzić, że to działa - powiedział fizyk Craig Kletzing z University of Iowa na łamach Nature.

Fale Alfvéna zostały po raz pierwszy opisane przez szwedzkiego inżyniera elektryka Hannesa Alfvéna w 1942 r. Są one ważnym mechanizmem transportu energii i pędu w układach magnetohydrodynamicznych, co oznacza, że mogą przyspieszać cząstki. Powszechnie uważało się, że są one odpowiedzialne za tworzenie się zorzy polarnej, jednak do tej pory brakowało na to dowodów.

Zespół naukowców użył urządzenia plazmowego LAPD dostępnego na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles, aby przyjrzeć się temu zjawisku. Wygenerował fale Alfvéna w plazmie w LAPD i jednocześnie zmierzył rozkład prędkości elektronów w warunkach związanych z powstawaniem zórz polarnych. Pomiary potwierdziły, że fale Alfvéna odpowiadają za powstanie zjawiska.

Naukowcom udało się również potwierdzić, od czego zależą kolory zorzy polarnej. Wyjaśniają, że barwy zmieniają się w zależności od wysokości, na jakiej elektrony uderzą w molekuły gazu i rodzaju tych molekuł. Na czerwono i na zielono świeci tlen, azot w kolorach purpury i bordo, mieszanina azotu i tlenu jarzy się na żółto, a wodór i hel w tonacji niebieskiej i fioletowej.