Nordlichter Mysterium gelöst werden kann

Wissenschaftler können eine langjährige Geheimnis über den Ursprung der energetischen Partikel gelöst haben, die dazu führen, der Erde dramatisch Aurora zeigt dass.

Die Elektronen verantwortlich für die Polarlichter – auch bekannt als die nördlichen und südlichen Lichter – sind laut einer neuen Studie wahrscheinlich auf unglaubliche Geschwindigkeiten in einer aktiven Region der Magnetosphäre der Erde beschleunigt. Diese Region ist 1.000 Mal größer als Wissenschaftler möglich, gedacht hatte, mit genügend Volumen, um viele der schnell bewegenden Elektronen erzeugen die Studie berichtet.

"Menschen gedacht haben, dass diese Region sehr klein ist," sagte Hauptautor Jan Egedal des Massachusetts Institute of Technology in einer Erklärung. Aber jetzt, er fügte hinzu: "Wir haben gezeigt, dass es sehr groß sein kann, und viele Elektronen beschleunigen kann."

Egedal und seine Kollegen analysierten Daten von verschiedenen Raumfahrzeuge, einschließlich der Europäischen Weltraumorganisation vier Cluster-Sonden. Sie führten auch Simulationen mit einem Supercomputer namens Kraken an das United States Department of Energy Oak Ridge National Laboratory in Tennessee.

Krake hat 112.000 Prozessoren parallel arbeiten. Das Team setzte 25.000 dieser Prozessoren für 11 Tage nach der Bewegungen von 180 Milliarden simulierten Teilchen im Raum zuordnen, wie Aurora erzeugenden Elektronen bewegen.

Die Forscher festgestellt, dass diese Elektronen wahrscheinlich auf ihre enorme Geschwindigkeiten in den Magnetschweif, einen Teil des schützenden Magnetosphäre der Erde schoss Wesen sind, die weit vom Sonnenwind in Raum geschoben worden ist.

Als Sonnenwind — der Millionen-km/h Strom geladener Teilchen von der Sonne kommen — erstreckt sich der Erde Magnetfeld Linien, das Feld speichert Energie wie ein Gummiband, gestreckt, sagte Egedal. Wenn die normalerweise parallel Feldlinien wieder verbinden, diese Energie wird freigesetzt, wie ein Gummiband gerissen wird und Elektronen sind zurück in Richtung unseres Planeten mit phantastischen Geschwindigkeiten angetrieben.

Wenn diese schnell bewegenden Elektronen Moleküle in der oberen Erdatmosphäre treffen, erzeugt die Auswirkungen das Phänomen, das wir, wie die nördlichen und südlichen Lichter wissen. [Fotos: schillernden Nordlicht Februar 2012]

Einige Physiker hatte diese Ursprungsgeschichte für die Aurora-verursachenden Elektronen als unwahrscheinlich angesehen, weil sie nicht glaube, dass die aktive Magnetschweif Region war groß genug, um die große Anzahl von Elektronen erzeugen, die in der Erdatmosphäre slam.

Egedal und sein Team stellte jedoch fest, dass die Region dürfte groß – etwa 1.000 Mal größer, in der Tat als Theoretiker hatte für möglich gehalten hätten.

"Früher Menschen sagten, das war eine verrückte Idee," sagte Egedal. "Ich nicht, dass mehr bekommen."

Neben der Schaffung eines schönen Schein in höheren breiten der Erde, können diese super-energetischen Elektronen beschädigt oder zerstört Raumschiff. Deswegen ein besseres Verständnis ihres Verhaltens helfen kann Betreiber besser schützen ihre Satelliten Forscher sagten.

Die Studie ist in der 26. Februar Ausgabe der Zeitschrift Nature Physics detailliert.

Diese Geschichte wurde von zur Verfügung gestellt SPACE.com , eine Schwester-site zu LiveScience. Folgen Sie SPACE.com für die neuesten Weltraumwissenschaft und Exploration News auf Twitter @Spacedotcom und auf Facebook .