2021년 로켓 발사의 첫 번째 결과로 오로라 탄생 밝혀

알래스카 대학교 페어뱅크스 과학자가 이끄는 2021년 실험에서 새로 발표된 결과는 하늘을 가로질러 빠르게 춤추는 오로라 유형을 생성하는 입자 수준 과정을 밝히기 시작했습니다.

운동 규모 에너지 및 운동량 수송 실험인 KiNET-X는 2021년 5월 16일 버지니아에 있는 NASA의 월롭스 비행 시설에서 9일 발사 기간의 마지막 밤의 마지막 순간에 이륙되었습니다.

UAF 교수인 피터 델라메어는 실험 결과를 분석하여 11월 19일 ' 플라스마 물리학' 에 발표했습니다.

"눈부신 빛은 매우 복잡합니다"라고 Delamere는 말했습니다. "그곳에서는 많은 일이 일어나고 있으며, 우리가 관찰하는 것을 야기하는 지구의 우주 환경에서도 많은 일이 일어나고 있습니다.

"오로라에서 관찰되는 빛을 발생시키는 우주에서 무슨 일이 일어나고 있는지 정확히 알지 못하기 때문에 시스템의 인과 관계를 이해하는 것은 극히 어렵습니다."라고 그는 말했습니다. "KiNET-X는 오로라의 비밀을 더 많이 밝혀줄 매우 성공적인 실험이었습니다."

NASA의 가장 큰 소리를 내는 로켓 중 하나가 대서양을 넘어 전리층으로 날아가서 바륨 테르밋 통 두 개를 방출했습니다. 그런 다음 용기는 약 249마일 높이에서 하나, 하나는 90초 후에 버뮤다 근처 약 186마일의 하향 궤적에서 폭발했습니다. 생성된 구름은 버뮤다의 지상과 NASA 연구 항공기에 의해 모니터링되었습니다.

이 실험은 태양풍의 낮은 에너지가 높은 에너지로 바뀌어 이산 오로라라고 알려진 빠르게 움직이고 빛나는 커튼을 만드는 환경을 분 단위로 재현하는 것을 목표로 했습니다. KiNET-X를 통해 실험에 참여한 Delamere와 동료들은 전자가 어떻게 가속되는지 이해하는 데 더 가까워졌습니다.

Delamere는 "우리는 에너지화된 전자를 생성했습니다."라고 말했습니다. "우리는 오로라를 만들기에 충분한 양을 생성하지 못했지만 전자 에너지화와 관련된 기본 물리학이 실험에 존재했습니다."

실험의 목표는 태양 외부 대기, 지구 자기권 및 태양계의 다른 곳에서 발견되는 것과 같은 자화된 플라즈마에 존재하는 파동의 일종인 알프벤 파동을 생성하는 것이었습니다. 주로 하전 입자로 구성된 물질 형태인 플라즈마도 KiNET-X와 같은 실험실 및 실험에서 생성될 수 있습니다.

알벤파는 플라즈마의 교란이 자기장에 영향을 미칠 때 발생합니다. 플라즈마 교란은 태양 플레어에서 입자가 갑자기 주입되거나 밀도가 다른 두 플라즈마의 상호 작용 등 다양한 방식으로 발생할 수 있습니다.

KiNET-X는 바륨을 먼 상층 대기에 주입하여 주변 플라즈마를 교란시켜 Alfvén 파동을 생성했습니다.

햇빛은 바륨을 이온화된 플라즈마로 전환시켰습니다. 두 개의 플라즈마 구름이 상호 작용하여 Alfvén 파동을 생성했습니다.

그 알벤 파동은 행성의 자기장선과 평행한 전기장선을 즉시 생성했습니다. 그리고 이론대로라면 전기장은 자기장선 위의 전자를 상당히 가속시켰습니다.

Delamere는 "바륨 플라즈마 구름이 짧은 순간 동안 주변 플라즈마와 결합하여 에너지와 운동량을 전달한다는 것을 보여주었습니다."라고 말했습니다.

전송은 자기장 선을 따라 지구를 향해 향하는 가속된 바륨 전자의 작은 빔으로 나타났습니다. 빔은 실험의 자기장선 데이터에서만 볼 수 있습니다.

"이것은 전자의 오로라 빔과 유사합니다"라고 Delamere는 말했습니다.

그는 이를 실험의 "황금 데이터 포인트"라고 부릅니다.

Delamere의 데이터 이미지에서 녹색, 파란색 및 노란색 픽셀의 다양한 음영으로만 표시되는 빔 분석은 과학자들이 춤추는 북극광을 생성하기 위해 입자에 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.

지금까지의 결과는 이전 실험에서 더 많은 정보를 수집할 수 있는 성공적인 프로젝트를 보여줍니다.

Delamere는 "모든 데이터 제품과 수치 시뮬레이션을 사용하여 전체 그림을 하나로 묶는 것이 문제입니다."라고 말했습니다.

UAF 지구물리학연구소에서 박사과정 연구를 하고 있는 UAF 학생 3명도 참여했습니다. Matthew Blandin은 Wallops Flight Facility에서 광학 작업을 지원했고, Kylee Branning은 역시 버지니아에 있는 Langley Research Center의 NASA Gulfstream III 항공기에서 카메라를 작동했으며, Nathan Barnes는 Fairbanks에서 컴퓨터 모델링을 지원했습니다.

실험에는 다트머스 대학, 뉴햄프셔 대학, 클렘슨 대학의 연구원과 장비도 포함되었습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/12/241219190313.htm