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“漫反射极光橡皮擦”:物理学家发现新型极光

“漫反射极光橡皮擦”:物理学家发现新型极光

“漫反射极光橡皮擦”:物理学家发现新型极光

“漫反射极光橡皮擦”:物理学家发现新型极光

(蜘蛛网eeook.com报道)据cnBeta:外媒报道,几千年来,生活在高纬度地区的人们一直被极光--北极光和南极光所吸引。然而即使过了这么长时间,似乎地球上飘渺的、舞动的光带仍然隐藏着一些秘密。在一项新研究中,由爱荷华大学领导的物理学家报告了地球大气光展的一个新特点。

研究人员通过检查近20年前拍摄的视频发现,其中一部分漫反射极光变暗了,它就像被一个巨大的吸墨纸擦过一样。然后,过了很短的一段时间,暗淡的这部分突然又出现了。

研究人员称,这种被他们称为“漫反射极光橡皮擦”的行为从未在科学文献中被提及。相关研究报告日前已发表在《Journal of Geophysical Research Space Physics》上。

当来自太阳的带电粒子--太阳风--跟地球的保护性磁泡相互作用时就会产生极光。其中一些粒子会逃逸并落向地球,在它们跟地球大气中的气体碰撞时释放的能量就产生了跟极光相关的光。

爱荷华州物理与天文学系助理教授、该研究的论文合著者Allison Jaynes指出:“关于这些橡皮,我们以前不知道但现在知道的最大的事情就是它们的存在。这提出了一个问题:这些是被忽视的普遍现象还是很少见?知道它们的存在意味着有一个过程在创造它们。这可能是一个我们还没有开始关注的过程,因为我们直到现在才知道它们正在发生。”

2002年3月15日,卡尔加里大学的物理学家David Knudsen在加拿大哈德逊湾沿岸的一个小镇丘吉尔架设了一台摄像机来拍摄极光。Knudsen的团队有点沮丧,天气预报要求天空晴朗、黑暗--通常是观测极光的最佳条件--但他们却没有等来令人眼花缭乱的光照秀。尽管如此,研究小组还是使用了一种专门用来捕捉低亮度光线的相机,就像夜视镜一样。

尽管科学家们在用自己的眼睛向上看时只看到了大部分的黑暗,但相机捕捉到了各种极光活动,其中包括一个不寻常的序列,在那里,漫反射极光的区域消失后又重新出现了。

Knudsen看着录制的视频,然后在自己的笔记本上随性地写道--“脉动‘熄灭’漫反射光,然后在几秒钟内填充。”

“让我惊讶的是,当一个补丁变亮并关闭时,背景的漫反射极光被擦掉了,”Knudsen说道,“在弥漫的极光中有一个洞。然后这个洞会在约半分钟后被填上。我以前从未见过这样的东西。”据悉,Knudsen研究极光已经有35多年时间,他是这项研究的论文合著者。

然而这张纸条被搁置了,视频也没有被研究,直到爱荷华州的Jaynes把它交给Riley Troyer去调查。Jaynes在2010年的一次科学会议上获得了Knudsen的录像并在几年后在她关于漫反射极光的博士论文中引用了橡皮笔记。现在她在爱荷华州教书,她想对这种现象了解更多。

“我知道那里有东西。我知道它是不同的、独特的,”物理和天文系助理教授Jaynes说道,“我有一些关于如何分析它的想法,但我还没有做。我把它交给了Riley,他展开了更进一步的工作,他找到了自己分析数据的方法并得出了一些重要的结论。”

来自阿拉斯加费尔班克斯的Troyer兴致勃勃地接受了这项工作。他说道:“在我成长过程中,我看过成百上千次极光。它们成为了我传统的一部分,我可以在学习它们的同时保持跟我来自哪里的联系。”

Troyer创建了一个软件程序,当模糊的橡皮可见时就可以输入视频中的帧。在这两个小时的记录中,他总共记录了22个擦除事件。

Jaynes表示,学习漫反射极光橡皮类似于通过研究DNA来了解整个人体。

“从太空坠落到大气中的粒子会影响我们的大气层和气候。虽然弥漫极光的粒子可能不是主要原因,但它们却是可以帮助我们了解整个极光系统并可能拓宽我们对太阳系其他行星极光发生的理解的更小构建模块。”




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