PhysPlasm: колебания полярных огней в небе вызваны импульсами солнечной плазмы

Американские ученые из Университета Аляски в Фэрбанксе раскрыли механизм создания северных сияний, которые быстро движутся по небу. Это стало возможным благодаря анализу результатов эксперимента KiNET-X, проведенного в 2021 году. Исследование опубликовано в научном журнале Physics of Plasmas (PhysPlasm).

Во время миссии KiNET-X ракета отправила в ионосферу два контейнера с бариевым термитом, после чего емкости взорвались на высоте 400 километров и 300 километров над Землей соответственно. Образовавшиеся в результате детонации облака плазмы должны были породить так называемую волну Альвена, существующую в плазменной среде магнитосферы Земли.

Альвеновские волны возникают, когда возмущения в плазме влияют на магнитное поле. Флуктуации плазмы могут быть вызваны различными способами, например, внезапным выбросом частиц от солнечных вспышек или взаимодействием двух плазм с разной плотностью.

KiNET-X взбудоражил окружающую плазму путем впрыскивания бария в верхние слои атмосферы. Затем солнечный свет превратил барий в ионизированную плазму, создав нужное колебание.

Образовавшаяся волна мгновенно сформировала линии электрического поля, параллельные линиям магнитного поля планеты. Как и предполагалось, это электрическое поле значительно ускорило электроны в магнитном поле.

По словам исследователей, энергии от взрывов контейнеров с термитом не хватило для запуска полярного сияния, однако полученные данные помогли лучше понять природу этого явления.