Een cruciaal ingrediënt voor aurora's bestaat veel hoger in de ruimte dan eerder werd gedacht, volgens nieuw onderzoek in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten . Het verblindende licht in de poolnachthemel vereist een elektrische versneller om geladen deeltjes door de atmosfeer naar beneden te stuwen. Wetenschappers van de Universiteit van Nagoya en collega's in Japan, Taiwan en de VS hebben ontdekt dat het meer dan 30 jaar bestaat, 000 kilometer boven het aardoppervlak - biedt niet alleen inzicht over de aarde, maar ook andere planeten.

Het verhaal van de vorming van aurora begint met supersonisch plasma dat met hoge snelheid door de zon de ruimte in wordt geschoten. geladen deeltjes. Wanneer deze geladen deeltjes dicht bij de aarde komen, ze worden afgebogen en geleid in stromen langs de magnetische veldlijnen van de planeet, uiteindelijk naar de polen stromen.

"De meeste elektronen in de magnetosfeer bereiken niet het deel van de bovenste atmosfeer dat de ionosfeer wordt genoemd, omdat ze worden afgestoten door het aardmagnetisch veld, " legt Shun Imajo van Nagoya University's Institute for Space-Earth Environmental Research uit, de eerste auteur van de studie.

Maar sommige deeltjes krijgen een boost van energie, ze versnellen ze in de bovenste atmosfeer van de aarde, waar ze in botsing komen met zuurstof- en stikstofatomen en deze op een hoogte van ongeveer 100 kilometer exciteren. Wanneer deze atomen ontspannen uit hun staat van excitatie, ze zenden de poollichten uit. Nog altijd, veel details over dit proces blijven een mysterie.

"We weten niet alle details van hoe het elektrische veld dat elektronen naar de ionosfeer versnelt, wordt gegenereerd of zelfs hoe hoog het boven de aarde is, ' zegt Imajo.

Wetenschappers hadden aangenomen dat elektronenversnelling plaatsvond op hoogten tussen 1, 000 en 20, 000 kilometer boven de aarde. Dit nieuwe onderzoek onthulde dat het versnellingsgebied verder reikt dan 30, 000 kilometer.

"Onze studie toont aan dat het elektrische veld dat poollichtdeeltjes versnelt op elke hoogte langs een magnetische veldlijn kan bestaan ​​en niet beperkt is tot het overgangsgebied tussen de ionosfeer en de magnetosfeer op enkele duizenden kilometers, "zegt Imajo. "Dit suggereert dat er onbekende magnetosferische mechanismen in het spel zijn."

Het team kwam tot deze bevinding door gegevens te onderzoeken van op de grond gebaseerde camera's in de VS en Canada en van de elektronendetector op Arase, een Japanse satelliet die een stralingsgordel in de binnenste magnetosfeer van de aarde bestudeert. De gegevens zijn afkomstig van 15 september 2017 toen Arase ongeveer 30 was, 000 kilometer hoogte en gelegen binnen een dunne actieve poolboog gedurende enkele minuten. Het team was in staat om opwaartse en neerwaartse bewegingen van elektronen en protonen te meten, uiteindelijk het vinden van het versnellingsgebied van elektronen begon boven de satelliet en strekte zich eronder uit.

Om dit zogenaamde acceleratiegebied op zeer grote hoogte verder te onderzoeken, het team wil vervolgens gegevens van meerdere aurora-gebeurtenissen analyseren, vergelijk observaties op grote hoogte en op lage hoogte, en numerieke simulaties van elektrische potentiaal uitvoeren.

"Begrijpen hoe dit elektrische veld zich vormt, zal hiaten opvullen voor het begrijpen van aurora-emissie en elektronentransport op aarde en andere planeten, waaronder Jupiter en Saturnus, ' zegt Imajo.