Un ingrediente crítico para las auroras existe mucho más alto en el espacio de lo que se pensaba anteriormente, según una nueva investigación en la revista Informes científicos . Las deslumbrantes pantallas de luz en los cielos nocturnos polares requieren un acelerador eléctrico para impulsar las partículas cargadas hacia abajo a través de la atmósfera. Científicos de la Universidad de Nagoya y colegas en Japón, Taiwán y EE. UU. Han descubierto que existe más allá de los 30, 000 kilómetros sobre la superficie de la Tierra, lo que ofrece información no solo sobre la Tierra, pero también otros planetas.

La historia de la formación de auroras comienza con plasma supersónico impulsado desde el sol al espacio a alta velocidad, partículas cargadas. Cuando estas partículas cargadas se acercan a la Tierra, se desvían y canalizan en corrientes a lo largo de las líneas del campo magnético del planeta, eventualmente fluyendo hacia los polos.

"La mayoría de los electrones en la magnetosfera no llegan a la parte de la atmósfera superior llamada ionosfera, porque son repelidos por el campo magnético de la Tierra, "explica Shun Imajo del Instituto de Investigación Ambiental Espacio-Tierra de la Universidad de Nagoya, el primer autor del estudio.

Pero algunas partículas reciben un impulso de energía, acelerándolos hacia la atmósfera superior de la Tierra, donde chocan y excitan los átomos de oxígeno y nitrógeno a una altitud de unos 100 kilómetros. Cuando estos átomos se relajan de su estado de excitación, emiten las luces aurorales. Todavía, muchos detalles sobre este proceso siguen siendo un misterio.

"No conocemos todos los detalles de cómo se genera el campo eléctrico que acelera los electrones hacia la ionosfera o incluso qué tan alto sobre la Tierra está, "Dice Imajo.

Los científicos habían asumido que la aceleración de electrones ocurría en altitudes entre 1, 000 y 20, 000 kilómetros sobre la Tierra. Esta nueva investigación reveló que la región de aceleración se extiende más allá de 30, 000 kilómetros.

“Nuestro estudio muestra que el campo eléctrico que acelera las partículas aurorales puede existir a cualquier altura a lo largo de una línea de campo magnético y no se limita a la región de transición entre la ionosfera y la magnetosfera a varios miles de kilómetros, ", dice Imajo." Esto sugiere que están en juego mecanismos magnetosféricos desconocidos ".

El equipo llegó a este hallazgo al examinar datos de generadores de imágenes terrestres en los EE. UU. Y Canadá y del detector de electrones en Arase. un satélite japonés que estudia un cinturón de radiación en la magnetosfera interior de la Tierra. Los datos se tomaron del 15 de septiembre de 2017 cuando Arase tenía alrededor de 30 años, 000 kilómetros de altitud y ubicado dentro de un delgado arco auroral activo durante varios minutos. El equipo pudo medir los movimientos ascendentes y descendentes de electrones y protones, finalmente, encontrar la región de aceleración de los electrones comenzó por encima del satélite y se extendió por debajo de él.

Para investigar más a fondo esta llamada región de aceleración de gran altitud, A continuación, el equipo tiene como objetivo analizar datos de múltiples eventos de auroras, comparar observaciones de gran altitud y de baja altitud, y realizar simulaciones numéricas de potencial eléctrico.

"Comprender cómo se forma este campo eléctrico llenará los vacíos para comprender la emisión de auroras y el transporte de electrones en la Tierra y otros planetas, incluidos Júpiter y Saturno, "Dice Imajo.