Japans rymdskepp från Arase (tidigare kallat ERG) observerade korvågor och spridda elektroner i jordens magnetosfär, ursprunget till pulsationsuroror. De spridda elektronerna föll ut i atmosfären, vilket resulterade i auroral belysning.
(Bild: © ERG Science Team)
Ursprunget till intensiva flimrande skärmar med ljus högt upp i jordens atmosfär avslöjas nu efter en decennier lång jakt, konstaterar en ny studie.
Liknande auroror kan äga rum högt över Jupiter och Saturn, enligt forskarna bakom den nya forskningen.
Det dramatiska ljusshows som kallas nord- och södra lamporna, även kallade auroror, är lika varierande i naturen som de färger de visar på himlen. Den mest kända typen, känd som diskreta auroror, är känd för skimrande band och färgband. Däremot är pulserande auroror gigantiska blinkande fläckar av ljus. [Aurora Guide: How Northern Lights Working (Infographic)]
Auroras resulterar när strömmar av höga hastighetspartiklar från solen - gemensamt känd som solvinden - smälter in i jordens magnetosfär, skalet av elektriskt laddade partiklar som fångas av planetens magnetfält. Medan diskreta auroror härstammar några tusen mil över jordens yta, uppstår pulserande auroror cirka tio gånger längre bort.
Tidigare forskning antydde att pulserande auroror utlöses av elektromagnetiska fluktuationer kända som korvågor som uppstår i magnetosfären vid ekvatorn. Tanken var att körvågor skickar elektroner i magnetosfären som surrar längs planetens magnetfältlinjer mot de övre delarna av jordens atmosfär och genererar ljus när de kolliderar med luftmolekyler.
I årtionden kunde forskare emellertid inte samla känsliga markbaserade och rymdbaserade observationer för att ställa upp vid rätt tid och plats för att bevisa denna modell. Nu har forskare äntligen samlat direkt bevis på händelsekedjan bakom pulserande auroror.
Forskarna analyserade data från rymdskeppet Arase, som lanserades av Japans byrå för utforskning av rymden i slutet av 2016. Denna satellit kunde både upptäcka korvågor och undersöka deras effekter på magnetosfäriska elektroner i ett smalt fönster runt en magnetfältlinje.
Forskarna pekade också på var magnetfältlinjen som Arase-rymdskeppet undersökte kontaktade jorden. De sökte efter alla pulserande auroror matchande elektronaktivitet utlöst av körvågor.
Forskarna identifierade en aurora 2017 i centrala Kanada som uppenbarligen genererades av magnetosfäriska elektroner spridda av korvågor.
"Observationsresultat är vanligtvis väldigt komplicerade, och tester av teoretiska förutsägelser resulterar ofta i tvetydiga resultat, vilket inte var fallet här," sade studiens huvudförfattare Satoshi Kasahara, en rymd- och planetfysiker vid Tokyo University.
Forskarna noterade att liknande aktivitet kan förekomma i aurororna i Jupiter och Saturnus, där tidigare arbete upptäckte körvågor. "Ansökan om andra planeter skulle vara spännande," sa Kasahara till Space.com.
Forskarna redogjorde för sina resultat online idag (14 februari) i tidskriften Nature.
