太阳风粒子直接进入地球的磁气圈不负责大部分的明亮的极光显示。正如你发现的,它是磁重联,它加速了磁性层的等离子体与上层大气碰撞导致可见的极光。
极地雨
太阳风直接进入磁层,和沿着电场线的脚向极主要极光椭圆。这被称为极地雨¹。极地雨中粒子通常过低能量,低强度提供可见的极光,尽管他们产生x射线粒子在大气中(例如,在加速这美国国家航空航天局(Nasa)的一项研究报告)。有时,极地雨会变得精力充沛和强烈的足以产生可见的排放,不出所料称为“极地雨极光”²。
磁重联
磁重联负责显示,人们通常认为的北极光。最明亮的极光通常出现在极光椭圆当地时间午夜磁(MLT)。这的结果中可以看到当前鼓掌模式下面。
高能电子导致的午夜极光是由重新连接在磁尾,地球的磁气圈的一部分,流在地球后面,拖着太阳风的运动(这是简要提及了NASA的youtube视频链接的问题)。我们可以从这一事实告诉周围的极光发生在一个独特的椭圆形。
明亮的极光发生³开放闭合磁场线边界附近,向边界封闭的一面。关闭电场线是那些有一只脚在北半球,遵循一个连续封闭路径通过磁层和第二(共轭)脚在南半球。这意味着任何带电粒子在这些电场线必须来自地球的磁气圈内。
相反,电场线可以从太阳风带电粒子是开放电场线;沿着这些磁力线,极地雨发生。这些发生比封闭电场线接近北极,并形成极周围的黑暗区域的极光通常不遵守。电场线是“开放”,它们连接到行星际磁场并连接到地球只有一个,另一个是太阳风。
一个历史的脚注
磁场重联的想法是极光的主要原因不是一个新的。我不确定当磁性层的高能粒子的来源,和重新连接,成为了极光的占主导地位的理论,但它肯定是之前Dungey⁴描述1961年磁性层的对流模式。
那么,为什么这个消息在2010年代?我认为这是一个早期,更简单的解释已成为公众意识提出很久以后,它通过最先进的。在20世纪,最早的极光调查涉及物理模型的磁场和太阳风。这些太空舱表明太阳风直接导致了极光,但调查人员等克里斯蒂安Birkeland无法解释为什么没有发生真正的极光极本身,太空舱模型建议他们应该。
费尔菲尔德·d·H。,j . d .飞毛腿(1985),极地雨:太阳日冕电子在地球的磁气圈,j .地球物理学。Res, 90 (A5), 4055 - 4068 doi:10.1029 / JA090iA05p04055。
张,Y。l·j·帕克斯顿,a . t . y .他(2007),极地雨极光,地球物理学。卷。34岁的L20114, doi:10.1029/2007 gl031602。
j . a .野生et al。(2004),开放闭合磁场线边界的位置在黎明部门极光电离层,安。地理。22:3625 - 3639 . doi:10.5194 / angeo - 22 - 3625 - 2004
j . w . Dungey(1961),行星际磁场和极光区、phy。47-48启。6日,doi:10.1103 / PhysRevLett.6.47