NASA試圖測量並解釋脈動極光成因
- 發佈時間：2015-10-13 01:30:41 來源：科技日報 責任編輯：羅伯特
科技日報北京10月12日電 （記者房琳琳）一篇發表在《地球物理研究》雜誌上的研究成果顯示，脈動極光的亮度呈現週期變化，其週期與測量到的電子的數量和能量有關，這些電子會像雨水一樣從地球磁場和磁層中涌向地球表面。這一發現有些出乎意料，長久以來，低能量電子滴被認為在脈動極光的形狀和結構的快速變化方面很少或幾乎沒有作用。
研究論文第一作者、美國國家航空航太局（NASA）戈達德太空飛行研究中心的空間物理學家馬利利亞·薩馬拉説：“這次發現多虧了地面和衛星測量手段的緊密結合，否則我們沒有辦法將這些情況相聯繫。”
與呈現弧形的連續活躍極光不同，脈動極光的特徵是它們總在變換，進而點亮不同的區域。儘管所有的極光都是由帶能量的粒子特別是電子快速撞擊地球大氣層並與空氣中的分子原子發生碰撞引起的，但導致脈動極光和活躍極光的電子來源卻並不相同。
活躍極光是太陽物質的密集波，如高速太陽風或者日冕，擊碎地球磁場導致的。撞擊釋放出的電子被磁場困住，與地球上空的大氣層相互作用，産生極光。而掀起脈動極光的電子則是被磁層中的複雜波動送上天空的，這些波動隨時可能發生，並不只是太陽物質波攪動磁場時才會産生。
空間物理學家羅伯特·米歇爾説：“地球兩個半球的磁極是相連的，意味著任何時候只要有脈動極光靠近北極，同時它也會出現在南極附近。電子在極光中沿著磁場線來回穿越。”
電子在穿越過程中並沒有保持原始的高能量，而是變成了低能二次電子，這意味著它們變成了低速粒子，在與第一批高能量電子碰撞時被衝擊到各個方向。這樣，一些低能二次電子沿著磁場線向反方向那個半球壓縮。
據物理學家組織網報道，科學家在比較地面拍攝的脈動極光視頻時發現，極光最明顯的結構和形狀變化發生在極少二次電子被迫撞擊磁場線的時間內。
目前，即便是研究極光的最新模型也未將二次電子考慮在內，很多人認為它們對極光的貢獻可以忽略不計，然而，它們的累積效果卻可能大得多。而如何讓這種低能電子以合適的方式進入模型，正是研究人員下一步要進行的工作。
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