El principio de formación de la aurora

Las auroras aparecen en áreas con altas latitudes magnéticas en la Tierra y son una vista natural poco común. Las auroras no sólo aparecen en la Tierra, sino también en otros planetas del sistema solar que tienen campos magnéticos. Entonces, ¿cómo se forman las auroras?

En zonas de gran altitud cerca de los polos norte y sur de la Tierra, suele aparecer una luz extraña durante la noche. Es colorido: morado, rosa, naranja, blanco y azul.

Sus formas también varían mucho: algunas son como serpentinas volando en el aire, algunas son como llamas danzantes, algunas son como cortinas, algunas son como seda suave y algunas son como enormes paraguas. Este escenario natural de "fuego, árboles y flores plateadas nunca duerme" es la aurora.

Vistas tempranas

1. La teoría de Benjamin Franklin: Las mágicas auroras boreales son causadas por gruesas partículas polares cargadas y nieve intensa y otras humedades.

2. Los electrones de la aurora proceden de los rayos emitidos por el sol. Esto fue propuesto por Christian Berklein en 1900. Utiliza cámaras de vacío y un modelo de la Tierra magnetizada en el laboratorio para mostrar cómo se dirigen los electrones a las regiones polares. Los problemas con este modelo incluyen la falta de auroras en las regiones polares, las propias cargas negativas que dispersan estos rayos y la falta de evidencia de observación en el espacio.

3. Teoría del barril roto: las auroras son cinturones de radiación desbordados, propuesta por primera vez por James Van Allen y sus compañeros de trabajo alrededor de 1962. Señalaron que la enorme energía obtenida en la zona radiativa se agota rápidamente con la expansión de la aurora. Pronto se hizo evidente que todos los iones cargados positivamente atrapados en los cinturones de radiación eran de alta energía, mientras que los electrones de la aurora eran casi todos de baja energía.

4. Las auroras son causadas por partículas del viento solar que son guiadas hacia la parte superior de la atmósfera por las líneas del campo magnético de la Tierra. Esto se aplica a las puntas de la aurora, pero más allá de las puntas, el viento solar no tiene influencia directa. Por otro lado, la energía del viento solar permanece principalmente en los iones cargados positivamente y los electrones son solo 0,5 eV, pero aumentará a 50 ~ 100 EV en la cúspide, que sigue siendo mucho menor que la energía del viento solar. Aurora.

Vista Moderna

Las auroras son descargas eléctricas a gran escala que rodean la Tierra. Las partículas cargadas del Sol llegan cerca de la Tierra y el campo magnético de la Tierra obliga a algunas de ellas a concentrarse a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos norte y sur. Cuando ingresan a la atmósfera polar superior, chocan y excitan átomos y moléculas en la atmósfera, produciendo luz y formando auroras.

Según los datos aportados por la misión Themis de la NASA, los científicos descubrieron que las partículas cargadas liberadas por el sol volaban hacia la Tierra como corrientes de aire. Cuando chocaban contra el campo magnético sobre el Polo Norte, formaban un campo magnético retorcido. .

La energía de las partículas cargadas se libera instantáneamente en forma de una brillante y deslumbrante aurora boreal. La razón por la que las auroras terrestres son principalmente rojas y verdes es porque los átomos de nitrógeno y los átomos de oxígeno en la estratificación térmica son. electrones cuando se rompen, emiten luz roja y verde respectivamente.

La investigación fue realizada por Angie Polos de la Universidad de California, Los Ángeles, y los resultados se presentaron en la Reunión Académica de la Unión Geofísica Americana el 9 de febrero de 2007.

En febrero de 2007 se lanzaron con éxito los cinco grupos de satélites de la misión Smithsonian. En marzo, la aurora boreal aparece sobre Alaska y Canadá durante dos horas. Al mismo tiempo, el satélite también detectó partículas cargadas que entraban en contacto con el campo magnético del Polo Norte.

Lo que sorprendió a Angelopoulos fue que la tormenta magnética formada por el contacto de partículas cargadas con el campo magnético barría el aire a una velocidad de 650 kilómetros por minuto, y su potencia equivalía a un terremoto de 5,5 grados. la escala de Richter.

Los científicos sospechan desde hace tiempo que la energía de la aurora boreal proviene del campo magnético retorcido producido por partículas cargadas que entran en contacto con el campo magnético del Polo Norte, pero esta teoría no se confirmó hasta mayo de 2010, cuando el El equipo de satélites de la misión Semis lanzó por primera vez una misión desde la Tierra. La estructura del campo magnético retorcido se midió a más de 60.000 kilómetros sobre el cielo.

Las auroras son descargas eléctricas a gran escala que rodean la Tierra. Las partículas cargadas del Sol llegan cerca de la Tierra y el campo magnético de la Tierra obliga a algunas de ellas a concentrarse a lo largo de las líneas del campo magnético hacia los polos norte y sur.

La aurora que se observa en el hemisferio norte se llama aurora boreal, y la aurora que se observa en el hemisferio sur se llama aurora boreal.

A menudo aparecen en dos franjas cerca de los 67 grados de latitud norte y sur. Fairbanks, Alaska, es conocida como la "capital de la aurora boreal", con más de 200 días de auroras al año.

Las líneas del campo magnético de la magnetosfera terrestre llevan la energía del viento solar al interior de la Tierra, promoviendo así la formación del campo magnético terrestre. En este circuito cerrado de líneas de campo magnético magnetosférico, no sólo hay conductores dentro de la Tierra, sino también conductores débiles en la ionosfera de la atmósfera.

Cuando el viento solar es fuerte, la energía del flujo magnético se encuentra con la reluctancia magnética en el interior de la Tierra, y no se puede consumir una gran cantidad de energía, por lo que se forman auroras en la ionosfera.

Recientemente, gracias a una nueva tecnología satelital, científicos japoneses han observado directamente por primera vez ondas sintéticas de electrones dispersos provenientes de partículas cargadas que caen en la atmósfera terrestre. El flujo de electrones depositado es lo suficientemente fuerte como para producir auroras pulsantes.