Het Japanse ruimtevaartuig Arase (voorheen ERG genoemd) observeerde koorgolven en verspreide elektronen in de magnetosfeer van de aarde, de oorsprong van pulserende aurora's. De verstrooide elektronen sloegen in de atmosfeer neer, wat resulteerde in aurorale verlichting.
(Afbeelding: © ERG Science Team)
De oorsprong van intense flikkerende lichtvertoningen hoog in de atmosfeer van de aarde wordt nu onthuld na een tientallen jaren durende jacht, vindt een nieuwe studie.
Soortgelijke aurora's kunnen hoog boven Jupiter en Saturnus plaatsvinden, volgens de wetenschappers achter het nieuwe onderzoek.
De dramatische lichtshows die bekend staan als het noorder- en zuidlicht, ook wel aurora's genoemd, zijn net zo gevarieerd van aard als de kleuren die ze in de lucht vertonen. De meest bekende soort, bekend als discrete aurora's, staat bekend om glinsterende linten en kleurwimpels. Daarentegen zijn pulserende aurora's gigantische knipperende lichtvlekken. [Aurora Guide: How the Northern Lights Work (Infographic)]
Aurora's ontstaan wanneer stromen van hogesnelheidsdeeltjes van de zon - gezamenlijk bekend als de zonnewind - in de magnetosfeer van de aarde slaan, de schaal van elektrisch geladen deeltjes die door het magnetische veld van de planeet worden opgesloten. Terwijl discrete aurora's een paar duizend mijl boven het aardoppervlak ontstaan, ontstaan pulserende aurora's ongeveer 10 keer verder weg.
Eerder onderzoek suggereerde dat pulserende aurora's werden veroorzaakt door elektromagnetische fluctuaties die bekend staan als koorgolven die in de magnetosfeer aan de evenaar ontstaan. Het idee was dat koorgolven elektronen in de magnetosfeer sturen die langs de magnetische veldlijnen van de planeet naar de bovenste regionen van de atmosfeer van de aarde razen en licht genereren wanneer ze botsen met luchtmoleculen.
Decennia lang konden wetenschappers echter geen op de grond gebaseerde en op de ruimte gebaseerde waarnemingen verzamelen die gevoelig genoeg waren om op het juiste moment en op de juiste plaats te staan om dit model te bewijzen. Nu hebben onderzoekers eindelijk direct bewijs verzameld van de reeks gebeurtenissen achter pulserende aurora's.
De wetenschappers analyseerden gegevens van het Arase-ruimtevaartuig, dat eind 2016 door het Japan Aerospace Exploration Agency werd gelanceerd. Deze satelliet kon zowel koorgolven detecteren als hun effecten op magnetosferische elektronen onderzoeken binnen een smal venster rond een magnetische veldlijn.
De onderzoekers bepaalden ook waar de magnetische veldlijn die het Arase-ruimtevaartuig onderzocht, contact maakte met de aarde. Ze zochten naar pulserende aurora's die overeenkwamen met elektronenactiviteit veroorzaakt door koorgolven.
De wetenschappers identificeerden in 2017 een aurora in centraal Canada dat blijkbaar werd gegenereerd door magnetosferische elektronen die werden verspreid door koorgolven.
"Observationele resultaten zijn meestal erg complex en tests van theoretische voorspellingen resulteren vaak in dubbelzinnige resultaten, wat hier niet het geval was", zegt hoofdauteur Satoshi Kasahara, een ruimte- en planetair fysicus aan de Universiteit van Tokyo.
De onderzoekers merkten op dat vergelijkbare activiteiten kunnen voorkomen in de aurora's van Jupiter en Saturnus, waar eerder werk koorgolven detecteerde. "De aanvraag voor andere planeten zou opwindend zijn", vertelde Kasahara aan Space.com.
De onderzoekers hebben hun bevindingen vandaag (14 februari) online gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
