研究表明极光是由来自宇宙的电子在地球磁场的波动造成的

作者：Maria Temming

出处：Science News

翻译：Allen Weng

通过在实验室中模仿极光形成的条件，研究人员已经证实了这些明亮、闪闪发光的光幕是如何形成的。

当来自太空的电子进入大气层的高层时，它们会与氧和氮分子碰撞，将天空涂成红色和绿色。但是一直以来很难辨别究竟是什么将这些电子拉向地球。几十年来，科学家们一直怀疑电子会随着地球磁场中的涟漪（称为Alfvén波）进入大气层，就像微小的冲浪者被海浪带上岸一样。但是没有卫星直接观察到这种情况发生。

等离子体物理学家 James Schroeder 及其同事于 6 月 7 日在线发表于《自然通讯》杂志一个使用Alfvén波加速电子的新实验提供了第一个直接证据。实验表明地球磁场中的这些扰动可以将电子推入大气层，从而引起极光。

他的团队用等离子体填满了一个 20 米长、1 米宽的管子。电线圈产生了一个沿着腔室管子长度延伸的磁场。在仪器一端的天线产生了自己的磁场从而拉动管内的磁场线，使Alfvén波在等离子体中荡漾。

正如预期的那样，等离子体中的电子在Alfvén波中被卷入并在腔室中加速。此外，“在我们的实验中，每个电子每秒获得的能量与在太空中产生极光所需的能量相似，”伊利诺伊州Wheaton学院的Schroeder说。

他说，这些结果不光证实了地球上大气层北极光背后的物理原理。 “这里发生的事情很可能发生在木星或其他任何我们可以看到极光地方，比如土星。

信息来源：https://www.sciencenews.org/article/auroras-electrons-space-magnetic-field-waves-earth