解开极光起源之谜！研究：如同冲浪般的加速电子形成

2021年6月9日星期三

解开极光起源之谜！研究：如同冲浪般的加速电子形成

极为难得且壮丽的极光经常被描述“地球上最伟大的灯光秀”，几个世纪以来这个高纬度地区独有的现象也吸引科学家们敬畏和探索，而围绕极光成因的谜团从未得到证实，直到近日一项新发布的研究终于有了答案。

爱荷华大学的一组物理学家根据最新研究指出，“最明亮的极光是由地磁风暴期间强大的电磁波产生的”，这些现象也称为“阿尔文波”（Alfven Waves），会加速电子向地球移动，从而导致粒子产生我们所知的极光。

爱荷华大学物理与天文学博士豪斯（Greg Howes）指出，测量表明这一小群电子在阿尔文波的电场作用下经历了“共振加速”，类似于冲浪者抓住海浪、并随冲浪者因波浪移动而不断加速。这种电子在电场中“冲浪”的想法于1946年由俄罗斯物理学家朗道（Lev Landau）首次提出，被命名为“朗道阻尼”（Landau Damping），这个理论如今终于得到证实。

科学家们在加州大学洛杉矶分校的大型等离子体装置(LPD)的实验室中模拟极光，尽管实验没有重现在天空中看到的彩色极光，但豪斯表示“我们在实验室中的测量结果与计算机模拟和数学计算的预测明显一致，证明在阿尔文波上冲浪的电子可以加速电子、从而导致极光”。

爱荷华大学的一组物理学家根据最新研究指出“最明亮的极光是由地磁风暴期间强大的电磁波产生的”，这些现象也称为“阿尔文波”，会加速电子向地球移动，从而导致粒子产生我们所知的极光。