Исследование полярных сияний показало, что их мелкие структуры могут быть связаны с электронами, которые отражаются от низкочастотных плазменных волн над ионосферой. Речь идет о волнах Альфвена, распространяющихся вдоль магнитного поля Земли.
Полярное сияние возникает, когда заряженные частицы Солнца направляются магнитным полем к верхним слоям атмосферы. Там они сталкиваются с атомами и молекулами, заставляя их светиться. Общая картина процесса изучена хорошо, но небольшие детали светящихся дуг остаются сложными для объяснения.
Н. Бриндли и Д. Уайтер использовали оптические данные высокой пространственной и временной точности, полученные прибором Auroral Structure and Kinetics на Шпицбергене. Аппаратура регистрировала излучение кислорода и азота и позволила проследить изменение электрических полей над сиянием в течение 25 секунд.
Исследователи построили карты электрического поля двумя способами. Результаты в основном совпали, а различия можно объяснить ускорением электронов, которые отражаются от волн Альфвена. Такая динамика способна формировать тонкие структуры в полярных дугах.
Авторы считают, что оптические наблюдения с высоким разрешением помогут изучать плазму и другие явления космической погоды. Метод дополняет спутниковые измерения: аппарат на орбите видит нужный участок лишь недолго, а наземный прибор может непрерывно отслеживать развитие сияния.
