Cum apare, de fapt, Aurora Boreală? Cercetătorii au deslușit, în sfârșit, misterul fascinantelor lumini

Aurora Boreală este, fără doar și poate, unul dintre cele mai spectaculoase fenomene pe care le poți vedea pe cerul nopții.

Panglicile în nuanțe albastre, verzi și violet străbat cerul în valuri și creează imagini de neuitat. Fascinația pentru aceste lumini a existat dintotdeauna, chiar dacă până acum nu a fost înțeles pe deplin fenomenul care le produce.

Fizicienii au speculat de-a lungul anilor cu privire la sursa apariției acestui fenomen luminos ce apare pe cerul regiunilor polare ale planetei. Abia acum, însă, sunt siguri cu privire la ce produce aceste lumini.

Un articol publicat în jurnalul Nature Communications sugerează că spectacolul luminos apare atunci când perturbările Soarelui interacționează cu câmpul magnetic al Pământului.

Digi24.ro

Clasa de mijloc a dispărut complet: O țară care avea cândva economia cu cea mai rapidă creștere din lume este acum în colaps

Această interacțiune produce unde cosmice cunoscute ca unde Alfvén, acestea lansând electroni la viteză mare către atmosfera Pământului, unde este creată astfel aurora.

”Teoriile au sugerat că acolo are loc schimbul de energie”, afirmă Gregory Howes, profesor de fizică și astronomie la University of Iowa. ”Dar nimeni nu a oferit o demonstrație definitivă că undele Alfvén accelerează electronii în condiții propice, pe care le găsim în spațiu, deasupra aurorei.”

Cum se formează Aurora Boreală?

Soarele este un corp ceresc deosebit de volatil, iar furtunile geomagnetice care au loc la suprafața sa pot trimite unde de șoc la miliarde de kilometri distanță în Univers. 

În unele cazuri, perturbările pe care le produce Soarele pot fi suficient de puternice încât se ”agață” de câmpul magnetic al Pământului, pe care îl îndepărtează de planetă.

Digisport.ro

Alex Pițurcă, filmat în parc cu o tânără! Cristina Ich a reacționat imediat și a făcut anunțul

Poți să îți imaginezi asta ca mișcarea unui elastic de cauciuc pe care îl întinzi. Desigur, odată ce elasticul este eliberat, acesta se întoarce rapid la poziția inițială.

La fel se întâmplă și cu câmpul magnetic al planetei, care revine rapid în poziția inițială. Forța acestui recul creează ”valuri” puternice, cunoscute ca unde Alfvén. Acestea apar la aproximativ 130.000 kilometri deasupra suprafeței Pământului. Mai mult, pe măsură ce aceste unde se apropie de planetă, se mișcă și mai repede, datorită atracției magnetice a planetei.

Tot în aceeași zonă se găsesc și electronii care călătoresc spre Pământ, dar care o fac la viteze mai mici decât undele Alfvén.

Uneori, acești electroni ajung să fie purtați de undele Alfvén către Pământ și ating viteze incredibile, de până la 72 de milioane de kilometri pe oră, în drumul lor către planetă.

”Gândiți-vă la surf”, spune Jim Schroeder, autorul principal al studiului și profesor asistent de fizică la Wheaton College. ”Pentru a putea face surf, aveți nevoie să vă mișcați la viteza potrivită, astfel încât un val să vă poată prelua și să vă accelereze, iar noi am descoperit că electronii efectuează o mișcare similară cu cea a unui surfer. Dacă se mișcă cu o viteză relativă potrivită față de undă, aceștia sunt preluați de aceasta și accelerați.”

Atunci când electronii ajung în zona rarefiată a atmosferei superioare a Pământului, se ciocnesc de molecule de azot și oxigen, intrând într-o stare de energizare. Odată ce electronii revin la normal, emit lumină, pe care noi o vedem sub forma aurorelor.

Ce a demonstrat experimentul

Oamenii de știință au presupus de câteva decenii că undele Alfvén sunt responsabile pentru accelerarea electronilor, însă abia în urma unui experiment de laborator au fost descoperite dovezi solide.

”Nimeni nu a măsurat până acum această relație dintre electroni și undele Alfvén”, a declarat Schoeder, citat de npr.org.

Cercetătorii au folosit aparatul cunoscut ca Large Plasma Device de la Basic Plasma Science Facility, aflat la University of California, pentru a recrea interacțiunea dintre unde și particule.

Un astfel de studiu ar fi fost imposibil de realizat în spațiu, deoarece nu avem posibilitatea de a prezice când apar aurorele și nici nu putem prevede alți factori cosmici care ar putea influența experimentul.

Cercetătorii sugerează că descoperirile lor ar putea ajuta la o înțelegere mai bună a modului în care particulele sunt energizate. În plus, studiul poate oferi o imagine mai clară despre cum evenimentele ce au loc pe Soare influențează spațiul cosmic din apropierea Pământului, dar și sateliții pe care îi avem pe orbită.

Pentru Schroeder, însă, mai există și un alt beneficiu, mult mai simplu, al acestui studiu.

”Am fost captivați de mii de ani de aurorele boreale, privind către cerul nopții și apreciind frumusețea acestora. Iar eu întotdeauna am considerat că dacă înțeleg modul în care ceva este creat, pot aprecia mai mult frumusețea unui fenomen”, concluzionează Schroeder.