Les aurores boréales, ou aurores boréales, pourraient facilement être décrites comme le plus grand spectacle de lumière de la Terre. Un phénomène exclusif aux latitudes plus élevées émerveille les scientifiques depuis des siècles.
Le mystère entourant les causes des aurores boréales a été spéculé mais jamais prouvé, jusqu’à présent.
LA FIN DU GRAND MYSTÈRE AURORA RÉSOLU
Un groupe de physiciens de l’Iowa State University a finalement prouvé que « les aurores les plus brillantes sont produites par de puissantes ondes électromagnétiques pendant les tempêtes géomagnétiques », selon une étude récemment publiée.
L’étude montre que ces phénomènes, également connus sous le nom d’ondes d’Alfven, accélèrent les électrons vers la Terre, amenant les particules à produire le spectacle lumineux que nous connaissons sous le nom d’aurores boréales.
“Les mesures ont révélé que cette petite population d’électrons subit une” accélération résonnante “par le champ électrique de la vague d’Alfven, semblable à un surfeur attrapant une vague et étant continuellement accéléré lorsque le surfeur se déplace avec la vague”, a déclaré Greg Howes, professeur agrégé au département. de physique et d’astronomie à l’Université de l’Iowa et co-auteur de l’étude.
Cette idée d’électrons « surfant » sur le champ électrique est une théorie introduite pour la première fois en 1946 par un physicien russe, Lev Landau, qui fut nommée amortissement de Landau. Sa théorie est maintenant prouvée.
RECRÉER LES AURORES BORÉALES
Les scientifiques ont compris depuis des décennies comment l’aurore est très probablement créée, mais ils ont maintenant pu la simuler, pour la première fois, dans un laboratoire du Large Plasma Device (LPD) de l’installation de science du plasma de base de l’UCLA.
Les scientifiques ont utilisé une chambre de 20 mètres de long pour recréer le champ magnétique terrestre à l’aide des puissantes bobines de champ magnétique du LPD de l’UCLA. À l’intérieur de la chambre, les scientifiques ont généré un plasma similaire à ce qui existe dans l’espace près de la Terre.
« À l’aide d’une antenne spécialement conçue, nous avons lancé les vagues d’Alfven dans la machine, un peu comme secouer rapidement un tuyau d’arrosage de haut en bas et regarder la vague se déplacer le long du tuyau », a déclaré Howes. Lorsqu’ils ont commencé à ressentir les électrons “surfant” le long de la vague, ils ont utilisé un autre instrument spécialisé pour mesurer comment ces électrons tiraient de l’énergie de la vague.
Bien que l’expérience n’ait pas recréé le chatoiement coloré que nous voyons dans le ciel, « nos mesures en laboratoire étaient clairement en accord avec les prédictions des simulations informatiques et des calculs mathématiques, prouvant que les électrons surfant sur les ondes d’Alfven peuvent accélérer les électrons (jusqu’à des vitesses de 45 millions de mph) qui causent les aurores », a déclaré Howes.
“Ces expériences nous permettent d’effectuer les mesures clés qui montrent que les mesures spatiales et la théorie expliquent en effet une manière majeure de créer les aurores”, a déclaré Craig Kletzing, co-auteur de l’étude.
Les scientifiques de l’espace à travers le pays étaient ravis d’apprendre la nouvelle. “J’étais extrêmement excité ! C’est une chose très rare de voir une expérience de laboratoire qui valide une théorie ou un modèle concernant l’environnement spatial”, a déclaré Patrick Koehn, un scientifique de la division d’héliophysique de la NASA. “L’espace est tout simplement trop grand pour être facilement simulé en laboratoire.”
Koehn pense qu’être capable de comprendre le mécanisme d’accélération des électrons causant les aurores sera utile dans de nombreuses études à l’avenir.
« Cela nous aide à mieux comprendre la météo spatiale ! Le mécanisme d’accélération des électrons vérifié par ce projet est à l’œuvre ailleurs dans le système solaire, il trouvera donc de nombreuses applications en physique spatiale. Il sera également utile pour les prévisions météorologiques spatiales, quelque chose qui intéresse beaucoup la NASA”, a déclaré Koehn dans un e-mail à Les actualites.
UN LONG CHEMIN À PARCOURIR
Maintenant que la théorie de la création de l’aurore illuminatrice a été prouvée, il reste encore un long chemin à parcourir pour prévoir la force de chaque tempête.
“Prédire la force d’une tempête géomagnétique particulière, sur la base d’observations du Soleil et de mesures effectuées par des engins spatiaux entre la Terre et le Soleil, reste un défi non résolu”, a déclaré Howes dans un courrier électronique.
“Nous avons établi le lien des électrons surfant sur les vagues d’Alfven à environ 10 000 milles au-dessus de la surface de la Terre, et maintenant nous devons apprendre à prédire la force de ces ondes d’Alfven en utilisant des observations spatiales”, a-t-il ajouté.
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