名古屋大学 低能(蓝色)和高能(黄色)电子在产生脉动极光的过程中形成
高能“相对论”电子可能导致臭氧的局部破坏
信用:PsA项目 计算机模拟解释了在一种被称为脉动极光的现象中，具有广泛能量的电子是如何落入地球中高层大气的
发表在《地球物理研究快报》杂志上的发现表明，这一过程产生的高能电子可能会破坏地球表面上方约60公里处中间层的臭氧部分
这项研究是日本科学家(包括名古屋大学的科学家)和美国同事(包括美国宇航局的科学家)的合作
人们通常意识到的北极光和南极光，被称为北极光和南极光，看起来像红色、绿色和紫色的彩色窗帘，遍布夜空
但是还有另一种不太常见的极光
脉动的极光看起来更像是模糊不清的一缕缕云彩划过天空
科学家们直到最近才开发出能够理解脉动极光如何形成的技术
现在，一个由名古屋大学空间-地球环境研究所的三好善(Yoshizumi Miyoshi)领导的国际研究小组已经开发了一种理论来解释脉动极光的宽能量电子沉淀，并进行计算机模拟来验证他们的理论
他们的发现表明，低能量和高能量电子都同时来源于地球磁气圈中合唱波和电子之间的相互作用
合唱波是在磁赤道附近产生的等离子体波
一旦形成，它们向北和向南移动，与地球磁层中的电子相互作用
这种相互作用激发电子，将它们散射到高层大气中，在那里它们释放出看起来像脉动极光的光能
这些相互作用产生的电子范围从只有几百千电子伏的低能电子到几千电子伏或“兆电子”伏的高能电子
三好和他的团队认为脉动极光的高能电子是“相对论”电子，也称为杀手电子，因为它们穿透卫星时会造成损害
“我们的理论表明，沉淀到中层大气中的所谓杀手电子与脉动极光有关，可能与臭氧破坏有关，”三好说
该小组接下来计划通过研究一项名为“极光微下击暴流脉动损失”(LAMP)的空间火箭任务期间进行的测量来测试他们的理论，该任务将于2021年12月发射
LAMP是美国宇航局、日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)、名古屋大学和其他机构的合作项目
LAMP实验将能够观察到与脉动极光相关的杀手电子
这篇题为“作为脉动极光电子高能尾的相对论电子微暴”的论文发表在2020年10月13日的《地球物理研究快报》上
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