Structuri fine ale aurorei ar putea fi explicate prin electroni care „ricoșează”
Aurora boreală este unul dintre cele mai spectaculoase fenomene naturale. Ea apare atunci când particulele încărcate venite de la Soare sunt dirijate de câmpul magnetic al Pământului către atmosfera superioară, unde se ciocnesc cu atomii și moleculele și produc cortine luminoase cu culori distincte. Deși fizica de la baza aurorei este bine înțeleasă, unele structuri de mică amploare s-au dovedit mai greu de explicat.
Folosind date optice de înaltă rezoluție și un model matematic simplu, cercetătorii N. Brindley și D. Whiter au arătat că anumite structuri fine ale aurorei ar putea rezulta din electroni care „ricoșează” de undele de plasmă de joasă frecvență (undele Alfvén) de deasupra ionosferei. Rezultatele sunt publicate în Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Aurora oferă atât provocări, cât și oportunități pentru studiul plasmelor și al câmpurilor electromagnetice. Orice plasmă este complexă, întrucât particulele încărcate electric care o compun produc propriile câmpuri și sunt dirijate de câmpuri externe. Totuși, mișcarea aurorei oferă o modalitate de a estima câmpurile electrice. Sateliții care orbitează Pământul au cartografiat potențiale electrice în formă de U deasupra arcelor aurorale, dar aceste observații sunt limitate, în parte pentru că majoritatea navelor spațiale se află deasupra unei regiuni de interes doar pentru perioade scurte.
Pentru a înțelege fluctuațiile de mică amploare, autorii au folosit emisiile de oxigen și azot din partea optică și din infraroșul apropiat al spectrului, măsurate de instrumentul terestru Auroral Structure and Kinetics (ASK), desfășurat în Svalbard, Norvegia. Instrumentul a furnizat date spațiale și temporale despre modul în care evoluează câmpurile electrice pe parcursul a 25 de secunde. Acest interval a fost suficient de lung pentru a surprinde comportamente pe care studiile bazate pe sateliți le ratează de obicei.
Cercetătorii au folosit două abordări pentru a cartografia câmpurile electrice, una dintre ele presupunând prezența unui potențial în formă de U. Cele două rezultate au fost în mare parte consistente, iar cercetătorii au sugerat că discrepanțele dintre ele ar putea fi explicate prin electroni accelerați ca urmare a ricoșeului de undele Alfvén de deasupra ionosferei.
Metoda de observare exclusiv optică, cu rezoluție spațială și temporală ridicată, oferă o cale de urmat pentru înțelegerea aurorei la scări mici, precum și a altor fenomene de vreme spațială, sugerează autorii.
