Eine Aurora (Mehrzahl-: Aurora oder Aurora) ist eine natürliche leichte Anzeige im Himmel besonders in der hohen Breite (Arktisch und Antarktisch) Gebiete, die durch die Kollision von energischen angeklagten Partikeln mit Atomen in der hohen Höhe-Atmosphäre (Thermosphäre) verursacht sind. Die beladenen Partikeln entstehen im magnetosphere und Sonnenwind und auf der Erde, werden durch das magnetische Feld der Erde in die Atmosphäre geleitet. Aurora wird als weitschweifige oder getrennte Aurora klassifiziert. Der grösste Teil der Aurora kommt in einem Band vor, das als die auroral Zone bekannt ist, die normalerweise 3 ° zu 6 ° im Breitenausmaß und in allen Ortszeiten oder Längen ist. Die auroral Zone ist normalerweise 10 ° zu 20 ° vom magnetischen durch die Achse des magnetischen Dipols der Erde definierten Pol. Während eines Geomagnetic-Sturms wird sich die auroral Zone ausbreiten, um Breiten zu senken. Die weitschweifige Aurora ist ein nichts sagendes Glühen im Himmel, der zum nackten Auge sogar in einer dunklen Nacht nicht sichtbar sein kann und das Ausmaß der auroral Zone definiert. Die getrennte Aurora wird Eigenschaften innerhalb der weitschweifigen Aurora scharf definiert, die sich in der Helligkeit von gerade kaum sichtbarem zum nackten Auge zu hellem genug ändern, um eine Zeitung nachts zu lesen. Getrennte Aurora wird gewöhnlich nur im Nachthimmel beobachtet, weil sie nicht so hell sind wie der sonnenbeschienene Himmel. Aurora kommt gelegentlich poleward der auroral Zone als weitschweifige Flecke oder Kreisbogen vor (polare Kappe-Kreisbogen), die für das nackte Auge allgemein unsichtbar sind.

In nördlichen Breiten ist die Wirkung als das Aurora-Nordlicht (oder das Nordlicht) bekannt, nach der römischen Göttin der Morgendämmerung, Aurora, und dem griechischen Namen für den Nordwind, Boreas von Pierre Gassendi 1621 genannt. In der Nähe vom magnetischen Pol gesehene Aurora kann hoch oberirdisch sein, aber von weiter weg illuminieren sie den nördlichen Horizont als ein grünliches Glühen oder manchmal ein schwaches Rot, als ob sich die Sonne von einer ungewöhnlichen Richtung erhob. Getrennte Aurora zeigt häufig magnetische Feldlinien oder einem Vorhang ähnliche Strukturen, und kann sich innerhalb von Sekunden ändern oder unveränderlich seit Stunden meistenteils im Leuchtstoffgrün glühen. Das Aurora-Nordlicht kommt meistenteils in der Nähe vom equinoctes vor. Das Nordlicht hat mehrere Namen überall in der Geschichte gehabt. Die Cree nennen dieses Phänomen den "Tanz der Geister". In Europa, im Mittleren Alter, wurde der Aurora ein Zeichen vom Gott allgemein geglaubt.

Sein südlicher Kollege, die Aurora australis (oder die südlichen Lichter), hat fast identische Eigenschaften zum Aurora-Nordlicht und ändert sich gleichzeitig mit Änderungen in der nördlichen auroral Zone und ist von hohen südlichen Breiten in der Antarktis, Südamerika, Neuseeland und Australien sichtbar.

Aurora kommt auf anderen Planeten vor. Ähnlich der Aurora der Erde sind sie in der Nähe von den magnetischen Polen des Planeten sichtbar.

Moderne Stil-Führer empfehlen, dass die Namen von meteorologischen Phänomenen, wie Aurora-Nordlicht, unkapitalisiert werden.

Image:Southern Lichter von ISS.jpg|View der Aurora australis von der Internationalen Raumstation.

Image:Paul-McCrone-DMSP-F18-FClr-Day-Fog-Stratus-Fullq-281641Z-DEC-10 1293583405.jpg|False färben DMSP Image, das von 850 km Höhe herabsieht, getrennter Aurora (gelben) Norden Skandinaviens zeigend. Wolken und Nebel sind blau.

Image:Aurora Nordlicht, das vom Raum durch die NASA.jpg|Red-Farbe gesehen ist, wird durch den Stickstoff verursacht, der mit der Radiation von einem Sonnenaufflackern wird bombardiert.

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Mechanismus von Auroral

Aurora ergibt sich aus Emissionen von Fotonen in der oberen Atmosphäre der Erde oben von ionisierten Stickstoff-Atomen, die ein Elektron, und Sauerstoff und Stickstoff-Atome wiedergewinnen, die von einem aufgeregten Staat zurückkehren, um Staat niederzulegen. Sie werden ionisiert oder durch die Kollision des Sonnenwinds und der magnetospheric Partikeln aufgeregt, die unten eintrichtern werden, und entlang den magnetischen Feldlinien der Erde beschleunigt; Erregungsenergie wird durch die Emission eines Fotons, oder durch die Kollision mit einem anderen Atom oder Molekül verloren:

Sauerstoff-Emissionen: Grün oder bräunlich-rot je nachdem der Betrag der Energie absorbiert.

Stickstoff-Emissionen: Blau oder rot. Blau, wenn das Atom ein Elektron wiedergewinnt, nachdem es ionisiert worden ist. Rot, wenn man zurückkehrt, um Staat von einem aufgeregten Staat niederzulegen.

Sauerstoff ist in Bezug auf seine Rückkehr ungewöhnlich, um Staat niederzulegen: Man kann drei Viertel einer Sekunde brauchen, um grünes Licht und bis zu zwei Minuten auszustrahlen, um rot auszustrahlen. Kollisionen mit anderen Atomen oder Molekülen werden die Erregungsenergie absorbieren und Emission verhindern. Weil die sehr oberste von der Atmosphäre einen höheren Prozentsatz Sauerstoff hat und wenig verteilt wird, sind solche Kollisionen selten genug, um Zeit für Sauerstoff zu erlauben, rot auszustrahlen. Kollisionen werden das häufigere Fortschreiten unten in die Atmosphäre, so dass rote Emissionen Zeit nicht haben, um zu geschehen, und schließlich sogar grüne Lichtemissionen verhindert werden.

Das ist, warum es ein Farbendifferenzial mit der Höhe gibt; an hohem rotem Höhe-Sauerstoff, herrscht dann Sauerstoff grün und Stickstoff blau/rot, dann schließlich blauer/roter Stickstoff vor, wenn Kollisionen Sauerstoff davon abhalten, irgendetwas auszustrahlen. Grün ist von der ganzen Aurora am üblichsten. Dahinter, ist eine Mischung des Hellgrüns und rot, gefolgten durch das reine Rot, gelb (eine Mischung von rot und Grün), und letzt reines Blau rosa.

Aurora wird mit dem Sonnenwind, einem Fluss von Ionen vereinigt, die unaufhörlich äußer von der Sonne fließen. Das magnetische Feld der Erde fängt diese Partikeln, von denen viele zu den Polen reisen, wo sie zur Erde beschleunigt werden. Kollisionen zwischen diesen Ionen und atmosphärischen Atomen und Molekülen verursachen Energieausgaben in der Form der Aurora, die in großen Kreisen um die Pole erscheint. Aurora ist häufiger und während der intensiven Phase des Sonnenzyklus heller, wenn Kranz-Massenausweisungen die Intensität des Sonnenwinds vergrößern.

Formen und Magnetismus

Normalerweise erscheint die Aurora entweder als ein weitschweifiges Glühen oder als "Vorhänge", die sich ungefähr in der Ostwestrichtung ausstrecken. In einigen Malen bilden sie "ruhige Kreisbogen"; an anderen ("aktive Aurora") entwickeln sie sich und ändern sich ständig. Jeder Vorhang besteht aus vielen parallelen Strahlen, jeder, der mit der lokalen Richtung der magnetischen Feldlinien aufgestellt ist, darauf hinweisend, dass Aurora durch das magnetische Feld der Erde gestaltet wird. Tatsächlich zeigen Satelliten Elektronen, die durch magnetische Feldlinien zu führen sind, um sie schnell wachsend, während man an Erde herangeht.

Die Ähnlichkeit zu Vorhängen wird häufig durch Falten genannt "Streifenbildungen" erhöht. Wenn die Feldlinie, die einen hellen Auroral-Fleck führt, zu einem Punkt direkt über dem Beobachter führt, kann die Aurora als eine "Korona" von abweichenden Strahlen, eine Wirkung der Perspektive erscheinen.

Obwohl es zuerst vom Alten griechischen Forscher/Geographen Pytheas, Hiorter und Celsius zuerst beschrieben 1741 Beweise für die magnetische Kontrolle nämlich erwähnt wurde, sind große magnetische Schwankungen vorgekommen, wann auch immer die Aurora oben beobachtet wurde. Das zeigt an (es wurde später begriffen), dass große elektrische Ströme mit der Aurora vereinigt wurden, im Gebiet fließend, wo auroral Licht entstanden ist. Kristian Birkeland (1908) hat abgeleitet, dass die Ströme, die in den Ostwestrichtungen entlang dem Auroral-Kreisbogen und solchen Strömen überflutet sind, vom dayside zu (ungefähr) der Mitternacht fließend, später "auroral electrojets" genannt wurden (sieh auch Ströme von Birkeland).

Am 26. Februar 2008 sind THEMIS Untersuchungen im Stande gewesen, zum ersten Mal, das Auslösen-Ereignis für den Anfall von Magnetospheric-Substürmen zu bestimmen. Zwei der fünf Untersuchungen, eingestellt etwa ein Drittel die Entfernung zu den gemessenen Mondereignissen, die ein magnetisches Wiederverbindungsereignis 96 Sekunden vor der auroral Erhöhung andeuten. Dr Vassilis Angelopoulos von der Universität Kaliforniens, Los Angeles, des Hauptermittlungsbeamten für die THEMIS Mission, hat gefordert, "Unsere Daten zeigen klar und zum ersten Mal, dass magnetische Wiederverbindung der Abzug ist."

Noch sind mehr Beweise für eine magnetische Verbindung die Statistik von auroral Beobachtungen. Elias Loomis (1860) und später ausführlicher hat Hermann Fritz (1881) und S. Tromholt (1882) festgestellt, dass die Aurora hauptsächlich in "auroral Zone", ein ringförmiges Gebiet mit einem Radius von etwa 2500 km um den magnetischen Pol der Erde erschienen ist. Es wurde in der Nähe vom geografischen Pol fast nie gesehen, der 2000 km weg vom magnetischen Pol ist. Der sofortige Vertrieb der Aurora ("auroral oval") ist ein bisschen verschieden, hat ungefähr 3-5 Grade nightward des magnetischen Pols in den Mittelpunkt gestellt, so dass Auroral-Kreisbogen weiter zum Äquator ungefähr eine Stunde vor der Mitternacht reichen. Die Aurora kann am besten in dieser Zeit, genannt magnetische Mitternacht gesehen werden, die vorkommt, wenn ein Beobachter, der magnetische fragliche Pol und die Sonne in der Anordnung sind

Sonnenwind und der magnetosphere

Die Erde wird ständig in den Sonnenwind, einen rarefied Fluss von heißem Plasma (Benzin von freien Elektronen und positiven Ionen) ausgestrahlt durch die Sonne in allen Richtungen, einem Ergebnis der zwei Millionen Grad-Hitze der äußersten Schicht der Sonne, der Korona versenkt. Der Sonnenwind erreicht gewöhnlich Erde mit einer Geschwindigkeit ungefähr 400 km/s, Dichte ungefähr 5 Ionen/Cm und magnetische Feldintensität ungefähr 2-5 nT (nanoteslas; das Oberflächenfeld der Erde ist normalerweise 30.000-50.000 nT). Das sind typische Werte. Während magnetischer Stürme, insbesondere können Flüsse mehrere Male schneller sein; das interplanetarische magnetische Feld (IMF) kann auch viel stärker sein.

Der IWF entsteht auf der Sonne, die mit dem Feld von Sonnenflecken verbunden ist, und seine Feldlinien (Linien der Kraft) werden durch den Sonnenwind in die Länge gezogen. Dieser allein würde dazu neigen, sie in der mit der Sonneerdrichtung aufzustellen, aber die Folge der Sonne verdreht sie (an der Erde) durch ungefähr 45 Grade, so dass Feldlinien vorübergehende Erde wirklich in der Nähe vom Westrand ("Glied") der sichtbaren Sonne anfangen können.

Der magnetosphere der Erde wird durch den Einfluss des Sonnenwinds auf dem magnetischen Feld der Erde gebildet. Es bildet ein Hindernis für den Sonnenwind, es, in einer durchschnittlichen Entfernung von ungefähr 70,000 km (11 Erdradien oder Re) ablenkend, das Bilden eines Bogens erschüttert 12,000 km zu 15,000 km (1.9 zu 2.4 Re) weiter stromaufwärts. Die Breite des magnetosphere neben der Erde, ist normalerweise 190,000 km (30 Re), und auf der Nachtseite streckt sich ein langer "magnetotail" von gestreckten Feldlinien bis zu große Entfernungen (> 200 Re) aus.

Der magnetosphere ist mit gefangenem Plasma voll, weil der Sonnenwind die Erde passiert. Der Fluss von Plasma in den magnetosphere nimmt mit Zunahmen in der Sonnenwinddichte und Geschwindigkeit mit der Zunahme im nach Süden gerichteten Bestandteil des IWF und mit Zunahmen in der Turbulenz im Sonnenwindfluss zu. Das Fluss-Muster von magnetospheric Plasma ist vom magnetotail zur Erde um die Erde und zurück in den Sonnenwind durch den magnetopause auf der Tagesseite. Zusätzlich zur bewegenden Senkrechte zum magnetischen Feld der Erde, etwas magnetospheric Plasmareisen unten entlang den magnetischen Feldlinien der Erde und verlieren Energie zur Atmosphäre in den auroral Zonen. Elektronen von Magnetospheric, die nach unten durch feldausgerichtete elektrische Felder beschleunigt werden, sind für die hellen Aurora-Eigenschaften verantwortlich. Die unbeschleunigten Elektronen und Ionen sind für das dunkle Glühen der weitschweifigen Aurora verantwortlich.

Frequenz des Ereignisses

Aurora wird gelegentlich in gemäßigten Breiten gesehen, wenn ein magnetischer Sturm provisorisch das auroral Oval vergrößert. Große magnetische Stürme sind während der Spitze des elfjährigen Sonnenfleck-Zyklus oder während der drei Jahre nach dieser Spitze am üblichsten. Jedoch innerhalb der auroral Zone hängt die Wahrscheinlichkeit eines Aurora-Auftretens größtenteils von der Schräge von Linien des interplanetarischen magnetischen Feldes (IMF) ab (die Schräge ist als B bekannt), mit nach Süden gerichteten Schrägen größer seiend.

Stürme von Geomagnetic, die Aurora wirklich entzünden, geschehen öfter während der Monate um den equinoctes. Es wird nicht gut verstanden, warum Geomagnetic-Stürme an die Jahreszeiten der Erde gebunden werden, während polare Tätigkeit nicht ist. Aber es ist das während des Frühlings und Herbstes, des interplanetarischen magnetischen Feldes und dessen der Erdverbindung bekannt. Am magnetopause spitzt das magnetische Feld der Erde Norden an. Wenn B groß und negativ wird (d. h. der IWF kippt Süden), es kann das magnetische Feld der Erde am Punkt des Kontakts teilweise annullieren. Südanspitzender B offen eine Tür, durch die die Energie vom Sonnenwind den inneren magnetosphere der Erde erreichen kann.

Der kränkliche von B ist während dieser Zeit ein Ergebnis der Geometrie. Der IWF kommt aus der Sonne und wird äußer mit dem Sonnenwind getragen. Die Folge der Sonne-Ursachen der IWF, um eine spiralförmige Gestalt zu haben, hat die Spirale von Parker genannt. Das nach Süden gerichtete (und nordwärts) Ausflüge von B sind während des Aprils und Oktobers am größten, wenn die magnetische Dipolachse der Erde nach der Spirale von Parker am nächsten ausgerichtet wird.

Jedoch ist B nicht der einzige Einfluss auf die geomagnetic Tätigkeit. Die Drehachse der Sonne wird 8 Grade in Bezug auf das Flugzeug der Bahn der Erde gekippt. Der Sonnenwind bläst schneller von den Polen der Sonne als von seinem Äquator, so die durchschnittliche Geschwindigkeit von Partikeln, die die magnetosphere Wachse und Abnehmen der Erde alle sechs Monate herumstoßen. Die Sonnenwindgeschwindigkeit ist - durch ungefähr 50 km/s, durchschnittlich - ungefähr am 5. September und am 5. März am größten, wenn Erde an seiner höchsten heliographic Breite liegt.

Und doch, weder B noch der Sonnenwind können das Saisonverhalten von Geomagnetic-Stürmen völlig erklären. Jene Faktoren tragen zusammen nur ungefähr ein Drittel der beobachteten halbjährlichen Schwankungen bei.

Ereignisse von Auroral der historischen Bedeutung

Die Aurora, die sich aus dem "großen Geomagnetic-Sturm" sowohl auf am 28. August ergeben hat als auch auf am 2. September 1859 das sensationellste in der neuen registrierten Geschichte gedacht wird. Balfour Stewart, in einer Zeitung zur Königlichen Gesellschaft am 21. November 1861, hat sowohl auroral Ereignisse, wie dokumentiert, durch eine Selbstaufnahme magnetograph an der Kew Sternwarte beschrieben als auch hat die Verbindung zwischen am 2. September 1859 auroral Sturm und das Aufflackern-Ereignis von Carrington-Hodgson hergestellt, als er bemerkt hat, dass "es nicht unmöglich ist anzunehmen, dass in diesem Fall unsere Leuchte in der Tat genommen wurde." Das zweite auroral Ereignis, das am 2. September 1859 infolge des außergewöhnlich intensiven Carrington-Hodgsons weißes leichtes Sonnenaufflackern am 1. September 1859 vorgekommen ist, hat Aurora so weit verbreitet und außerordentlich hervorragend erzeugt, dass sie gesehen wurden und in veröffentlichten wissenschaftlichen Maßen, dem Klotz von Schiffen und Zeitungen überall in den Vereinigten Staaten, Europa, Japan und Australien berichtet haben. Es wurde von der New York Times berichtet

das in Boston am Freitag, dem 2. September 1859 war die Aurora "so hervorragend, dass ungefähr um ein Uhr gewöhnlicher Druck durch das Licht gelesen werden konnte". Ein Uhr Bostoner Zeit am Freitag, dem 2. September, wäre 6:00 Uhr GMT gewesen, und die Selbstaufnahme magnetograph an der Kew Sternwarte registrierte den Geomagnetic-Sturm, der dann eine Stunde alt an seiner vollen Intensität war. Zwischen 1859 und 1862 hat Elias Loomis eine Reihe von neun Papieren auf der Großen Auroral Ausstellung von 1859 in der amerikanischen Zeitschrift der Wissenschaft veröffentlicht, wo er weltweit Berichte des auroral Ereignisses gesammelt hat. Wie man denkt, ist die Aurora durch eine der intensivsten Kranz-Massenausweisungen in der Geschichte sehr in der Nähe von der maximalen Intensität erzeugt worden, dass, wie man denkt, die Sonne zum Produzieren fähig ist. Es ist auch für die Tatsache bemerkenswert, dass es das erste Mal ist, wo die Phänomene der auroral Tätigkeit und Elektrizität eindeutig verbunden wurden. Diese Scharfsinnigkeit wurde möglich nicht nur wegen wissenschaftlicher Magnetometer-Maße des Zeitalters sondern auch infolge eines bedeutenden Teils von Telegraf-Linien dann im Dienst gemacht, der seit vielen Stunden überall im Sturm bedeutsam wird stört. Einige Telegraf-Linien scheinen jedoch, der passenden Länge gewesen zu sein, und Orientierung, um einen genügend geomagnetically zu erzeugen, hat Strom vom elektromagnetischen Feld veranlasst, fortlaufende Kommunikation mit dem ausgeschalteten Telegraf-Maschinenbediener-Macht-Bedarf zu berücksichtigen. Das folgende Gespräch ist zwischen zwei Maschinenbedienern der amerikanischen Telegraf-Linie zwischen Boston und Portland, Maine in der Nacht vom 2. September 1859 vorgekommen und hat im Bostoner Reisenden berichtet:

Das Gespräch wurde seit ungefähr zwei Stunden fortgesetzt, keine Batteriemacht überhaupt verwendend und allein mit dem Strom arbeitend, der durch die Aurora veranlasst ist, und es wurde gesagt, dass das das erste Mal in den Akten war, dass mehr als ein Wort oder zwei auf solche Weise übersandt wurde. Solche Ereignisse haben zum allgemeinen Beschluss das geführt

Ursprung

das geschaffene Verwenden derselben Satellitendaten ist auch verfügbar.]]

Die äußerste Energiequelle der Aurora ist das Sonnenwindfließen vorbei an der Erde. Der magnetosphere und Sonnenwind bestehen aus Plasma (ionisiertes Benzin), der Elektrizität führt. Es ist weithin bekannt (da Michael Faraday [1791 - 1867] 1830 arbeitet), dass, wenn ein elektrischer Leiter innerhalb eines magnetischen Feldes gelegt wird, während Verhältnisbewegung in einer Richtung vorkommt, über die der Leiter schneidet (oder wird durch geschnitten), aber nicht vorwärts, die Linien des magnetischen Feldes, wie man sagt, ein elektrischer Strom in diesen Leiter veranlasst wird und Elektronen innerhalb seiner fließen werden. Der Betrag des aktuellen Flusses ist auf a) abhängig die Rate der Verhältnisbewegung, b) die Kraft des magnetischen Feldes, c) die Zahl von Leitern hat sich zusammengerottet und d) die Entfernung zwischen dem Leiter und dem magnetischen Feld, während die Richtung des Flusses auf die Richtung der Verhältnisbewegung abhängig ist. Dynamos machen von diesem grundlegenden Prozess ("die Dynamo-Wirkung"), irgendwelcher und alle Leiter, fest Gebrauch oder werden sonst einschließlich plasmas oder anderer Flüssigkeiten so betroffen.

Insbesondere sind der Sonnenwind und der magnetosphere zwei elektrisch führende Flüssigkeiten mit solcher Verhältnisbewegung und sollten (im Prinzip) im Stande sein, elektrische Ströme durch die "Dynamo-Handlung" im Prozess zu erzeugen, der auch Energie aus dem Fluss des Sonnenwinds herauszieht. Der Prozess wird durch die Tatsache behindert, dass plasmas leicht entlang magnetischen Feldlinien, aber nicht so leicht rechtwinklig auf ihnen führen. So ist es wichtig, dass eine vorläufige magnetische Verbindung zwischen den Feldlinien des Sonnenwinds und denjenigen des magnetosphere durch einen als magnetische Wiederverbindung bekannten Prozess hergestellt wird. Es geschieht am leichtesten mit einer nach Süden gerichteten Schräge von interplanetarischen Feldlinien, weil dann Feldlinien nördlich von der Erde ungefähr die Richtung von Feldlinien in der Nähe vom magnetischen Nordpol (nämlich, in die Erde), und ähnlich in der Nähe vom magnetischen Südpol vergleichen. Tatsächlich ist aktive Aurora (und verwandte "Substürme") in solchen Zeiten viel wahrscheinlicher. Elektrische Ströme, die auf solche Weise anscheinend entstehen, geben auroral Elektronen ihre Energie. Das magnetospheric Plasma hat einen Überfluss an Elektronen: Einige werden magnetisch gefangen, einige wohnen im magnetotail, und einige bestehen in der nach oben gerichteten Erweiterung der Ionosphäre, die (mit der sich vermindernden Dichte) ungefähr 25,000 km um die Erde erweitern kann.

Helle Aurora wird allgemein mit Strömen von Birkeland vereinigt (Schield u. a. 1969; Zmuda und Armstrong, 1973), die unten in die Ionosphäre auf einer Seite des Pols und auf dem anderen fließen. Zwischen steht etwas vom Strom direkt durch die ionosphärische E Schicht (125 km) in Verbindung; der Rest ("Gebiet 2") Umwege, wieder durch Feldlinien näher am Äquator abreisend und durch den "teilweisen Ringstrom schließend, der" durch magnetisch gefangenes Plasma getragen ist. Die Ionosphäre ist ein ohmic Leiter, so verlangen solche Ströme eine Fahrstromspannung, die ein Dynamo-Mechanismus liefern kann. Elektrische Felduntersuchungen in der Bahn über der polaren Kappe deuten Stromspannungen der Ordnung von 40,000 Volt an, sich bis zu mehr als 200,000 Volt während intensiver magnetischer Stürme erhebend.

Ionosphärischer Widerstand hat eine komplizierte Natur, und führt zu einem sekundären Saal-Strom-Fluss. Durch eine fremde Drehung der Physik annulliert die magnetische Störung auf dem Boden wegen des Hauptstroms fast, so ist der grösste Teil der beobachteten Wirkung der Aurora wegen eines sekundären Stroms, der auroral electrojet. Ein auroral electrojet Index (gemessen in nanotesla) wird regelmäßig aus Boden-Daten und Aufschlägen als ein allgemeines Maß der auroral Tätigkeit abgeleitet.

Jedoch, ohmic Widerstand ist nicht das einzige Hindernis für den aktuellen Fluss in diesem Stromkreis. Die Konvergenz von magnetischen erdnahen Feldlinien schafft eine "Spiegelwirkung", die die meisten unten fließenden Elektronen zurückweist (wohin Ströme aufwärts fließen), aktuelle Tragfähigkeit hemmend. Um das zu überwinden, erscheint ein Teil der verfügbaren Stromspannung entlang der Feldlinie ("Parallele zum Feld"), Elektronen helfend, dieses Hindernis durch das Verbreitern des Bündels von Schussbahnen zu überwinden, die Erde erreichen; ein ähnliches "paralleles Potenzial" wird im "Tandem-Spiegel" Plasmaeindämmungsgeräte verwendet. Eine Eigenschaft solcher Stromspannung ist, dass sie erdnah konzentriert wird (zur Feldintensität proportionales Potenzial; Persson, 1963), und tatsächlich, wie abgeleitet, durch Evans (1974) und bestätigt durch Satelliten, kommt der grösste Teil der auroral Beschleunigung unten 10,000 km vor. Ein anderer Hinweis von parallelen elektrischen Feldern entlang Feldlinien ist Balken, aufwärts O + auf auroral Feldlinien beobachtete Ionen zu überfluten.

Einige O + Ionen ("conics") scheinen auch beschleunigt unterschiedlich durch mit der Aurora vereinigte Plasmaprozesse. Diese Ionen werden durch Plasmawellen in auf den Feldlinien hauptsächlich rechtwinkligen Richtungen beschleunigt. Sie fangen deshalb an ihren eigenen "Spiegelpunkten" an und können nur aufwärts reisen. Da sie so tun, gestaltet die "Spiegelwirkung" ihre Richtungen der Bewegung, von der Senkrechte bis die Linie zum Lügen auf einem Kegel darum um, der allmählich beschränkt.

Außerdem erzeugen die Aurora und vereinigten Ströme eine starke Radioemission ungefähr 150 Kilohertz bekannt als auroral kilometric Radiation (AKR, entdeckt 1972). Ionosphärische Absorption macht AKR erkennbar vom Raum nur.

Diese "parallelen Potenziale" beschleunigen Elektronen zu auroral Energien und scheinen, eine Hauptquelle der Aurora zu sein. Andere Mechanismen sind auch, insbesondere Wellen von Alfvén, Welle-Weisen vorgeschlagen worden, die das magnetische Feld zuerst einschließen, das von Hannes Alfvén (1942) bemerkt ist, die im Laboratorium und im Raum beobachtet worden sind. Die Frage besteht jedoch darin, ob diese Wellen gerade eine verschiedene Weise sein könnten, auf den oben erwähnten Prozess zu schauen, weil diese Annäherung auf keine verschiedene Energiequelle hinweist, und viele Plasmahauptteil-Phänomene auch in Bezug auf Wellen von Alfvén beschrieben werden können.

Andere Prozesse werden auch an der Aurora beteiligt, und viel muss erfahren werden. Elektronen von Auroral, die durch große Geomagnetic-Stürme häufig geschaffen sind, scheinen, Energien unter 1 keV zu haben, und werden höher, in der Nähe von 200 km angehalten. Solche niedrigen Energien erregen hauptsächlich die rote Linie von Sauerstoff, so dass häufig solche Aurora rot ist. Andererseits erreichen positive Ionen auch die Ionosphäre in solcher Zeit mit Energien von 20-30 keV, darauf hinweisend, dass sie eine "Überschwemmung" entlang magnetischen Feldlinien der reichlichen "" Strom-Ringionen sein könnten, die in solchen Zeiten durch Prozesse beschleunigt sind, die von denjenigen verschieden sind, die oben beschrieben sind.

Quellen und Typen

Das Verstehen ist sehr unvollständig. Es gibt drei mögliche Hauptquellen:

1. Dynamo-Handlung mit dem Sonnenwind, der vorige Erde vielleicht fließt, ruhige Auroral-Kreisbogen ("direkt gesteuerter" Prozess) erzeugend. Der Stromkreis der beschleunigenden Ströme und ihrer Verbindung zum Sonnenwind ist unsicher.
2. Dynamo-Handlung, die mit Plasma verbunden ist, hat zur Erde durch plötzliche Konvulsionen des magnetotail ("magnetische Substürme") gequetscht. Substürme neigen dazu, nach verlängerten Perioden (Stunden) vorzukommen, während deren das interplanetarische magnetische Feld einen merklichen nach Süden gerichteten Bestandteil hat, zu einer hohen Rate der Verbindung zwischen seinen Feldlinien und denjenigen der Erde führend. Infolgedessen bewegt der Sonnenwind magnetischen Fluss (Tuben von magnetischen Feldlinien, mit ihrem Residentplasma zusammenrückend) von der Tagesseite der Erde zum magnetotail, das Hindernis breiter machend, das es dem Sonnenwindfluss präsentiert und es veranlassend, härter gedrückt zu werden. Schließlich wird das Schwanz-Plasma ("magnetische Wiederverbindung") gerissen; einige Tropfen ("plasmoids") werden tailwards gedrückt und werden mit dem Sonnenwind weggetragen; andere werden zur Erde gedrückt, wo ihre Bewegung große Ausbrüche der Aurora, hauptsächlich um die Mitternacht ("Entleerung des Prozesses") füttert. Stürme von Geomagnetic haben ähnliche Effekten, aber mit der größeren Energie. Der große Unterschied ist die Hinzufügung vieler Partikeln zum um die Erde gefangenen Plasma, den "Ringstrom erhöhend", es trägt. Die resultierende Modifizierung des Feldes der Erde macht Aurora sichtbar an mittleren Breiten auf am Äquator viel näheren Feldlinien.
3. Satellitenimages der Aurora von der obengenannten Show ein "Ring des Feuers" entlang dem auroral Oval (sieh oben), häufig am breitesten in der Mitternacht. Das ist die "weitschweifige Aurora", nicht verschieden genug, um durch das Auge gesehen zu werden. Es scheint nicht, mit der Beschleunigung durch elektrische Ströme vereinigt zu werden (obwohl Ströme und ihre Kreisbogen darin eingebettet werden können), aber wegen Elektronen zu sein, die aus dem magnetotail lecken.

Jedes magnetische Abfangen ist — dort undicht immer besteht ein Bündel von Richtungen ("Verlust-Kegel") um die führenden magnetischen Feldlinien, wo Partikeln nicht gefangen werden, aber flüchten. In den Strahlenriemen der Erde, sobald Partikeln auf solchen Schussbahnen weg sind, ersetzen neue sie nur sehr langsam, solche Richtungen fast "leer" verlassend. Im magnetotail, jedoch, scheinen Partikel-Schussbahnen, ständig wahrscheinlich umgruppiert zu werden, wenn die Partikeln das sehr schwache Feld in der Nähe vom Äquator durchqueren. Infolgedessen ist der Fluss von Elektronen in allen Richtungen fast dasselbe ("isotropisch"), und das sichert eine unveränderliche Versorgung des Auslaufens von Elektronen.

Die Erregung solcher Elektronen kommt aus Magnetotail-Prozessen. Die Leckage von negativen Elektronen verlässt den Schwanz positiv beladen nicht, weil jedes durchgelassene gegen die Atmosphäre verlorene Elektron durch ein niedriges Energieelektron gezogen aufwärts von der Ionosphäre schnell ersetzt wird. Solcher Ersatz von "heißen" Elektronen durch "kalte" ist in der ganzen Übereinstimmung mit dem 2. Gesetz der Thermodynamik.

Andere Typen der Aurora sind vom Raum, z.B "poleward Kreisbogen" das Ausdehnen der Sonne zugewendet über die polare Kappe, das zusammenhängende "theta Aurora", und "dayside Kreisbogen" in der Nähe vom Mittag beobachtet worden. Diese sind relativ selten und schlecht verstanden. Es gibt andere interessante Effekten wie flackernde Aurora, "schwarze Aurora" und rote Subsehkreisbogen. Zusätzlich zu allen diese ist ein schwaches Glühen (häufig tiefrot) um die zwei polaren Spitzen, die "Trichter" von Feldlinien beobachtet worden, die diejenigen trennen, die auf der Tagesseite der Erde von in den Schwanz gekehrten Linien schließen. Die Spitzen erlauben einem kleinen Betrag des Sonnenwinds, die Spitze der Atmosphäre zu erreichen, ein Auroral-Glühen erzeugend.

Image:Aurora Nordlicht von der Entdeckungsreise 6.ogg|Aurora Nordlicht von der Internationalen Raumstation.

Image:Aurora Australis Von ISS.JPG|Aurora während eines Geomagnetic-Sturms, der am wahrscheinlichsten durch eine Kranz-Massenausweisung aus der Sonne am 24. Mai 2010 verursacht wurde. Genommen vom ISS.

Image:DEaurora.gif|Diffuse Aurora durch den DE-1 Satelliten aus der niedrigen Erdbahn beobachtet.

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Auf anderen Planeten

Sowohl Jupiter als auch Saturn haben magnetische Felder, die viel stärker sind als Erde (die äquatoriale Feldkraft von Jupiter ist 4.3 gauss, im Vergleich zu 0.3 gauss für die Erde), und beide haben große Strahlenriemen. Aurora ist auf beiden am klarsten mit dem Hubble Raumfernrohr beobachtet worden. Wie man auch beobachtet hat, haben Uranus und Neptun Aurora gehabt.

Die Aurora auf den Gasriesen scheint wie Erde, durch den Sonnenwind angetrieben zu werden. Außerdem, jedoch, sind die Monde von Jupiter, besonders Io, mächtige Quellen der Aurora auf Jupiter. Diese entstehen aus elektrischen Strömen entlang Feldlinien ("ausgerichtete Ströme des Feldes"), erzeugt durch einen Dynamo-Mechanismus wegen der Verhältnisbewegung zwischen dem rotierenden Planeten und dem bewegenden Mond. Io, der aktiven volcanism und eine Ionosphäre hat, ist eine besonders starke Quelle, und seine Ströme erzeugen auch Radioemissionen, studiert seit 1955. Aurora ist auch auf Io, Europa und Ganymede selbst mit dem Hubble Raumfernrohr beobachtet worden. Diese Aurora ist auch auf Venus und Mars beobachtet worden. Weil Venus kein inneres (planetarisches) magnetisches Feld hat, erscheint Venusbewohner-Aurora als helle und weitschweifige Flecke der unterschiedlichen Gestalt und Intensität, die manchmal über die volle planetarische Scheibe verteilt ist. Venusbewohner-Aurora wird durch den Einfluss von Elektronen erzeugt, die aus dem Sonnenwind entstehen und sich in der Nachtseite-Atmosphäre niederschlagen. Eine Aurora wurde auch auf Mars am 14. August 2004 durch das SPICAM Instrument an Bord des Schnellzugs von Mars entdeckt. Die Aurora wurde an der Erde Cimmeria, im Gebiet von 177 ° nach Osten, 52 ° nach Süden gelegen. Die Gesamtgröße des Emissionsgebiets war ungefähr 30 km über, und vielleicht ungefähr 8 km hoch. Indem sie eine Karte von crustal magnetischen Anomalien analysiert haben, die mit Daten von Mars Globaler Landvermesser kompiliert sind, haben Wissenschaftler bemerkt, dass das Gebiet der Emissionen einem Gebiet entsprochen hat, wo das stärkste magnetische Feld lokalisiert wird. Diese Korrelation zeigt an, dass der Ursprung der Lichtemission ein Fluss von Elektronen war, die die Kruste magnetische Linien und Aufregen die obere Atmosphäre des Mars vorankommen.

Geschichte von Aurora-Theorien

In den vorigen Theorien sind vorgeschlagen worden, um das Phänomen zu erklären. Diese Theorien sind jetzt veraltet.

• Seneca spricht weitschweifig auf der Aurora im ersten Buch seines Naturales Quaestiones, hauptsächlich von Aristoteles ziehend; er klassifiziert sie ("putei" oder Bohrlöcher, wenn sie kreisförmiger und "Rand ein großes Loch im Himmel sind" "pithaei", wenn sie wie Tonnen, "chasmata" von derselben Wurzel des englischen Abgrunds, "pogoniae" aussehen, wenn sie, "cyparissae" bärtig sind, wenn sie wie Zypressen aussehen), beschreibt ihre Sammelleitung, färbt sich und fragt sich, ob sie oben oder unter den Wolken sind. Er ruft zurück, dass unter Tiberius sich eine Aurora über Ostia, so intensiv und so rot geformt hat, dass eine Kohorte der Armee, aufgestellt in der Nähe für die Feuerwehrmann-Aufgabe, zur Stadt galoppiert.
• Benjamin Franklin hat theoretisiert, dass das "Mysterium des Nordlichts" durch eine Konzentration von elektrischen Anklagen in den polaren Gebieten verursacht wurde, die durch den Schnee und die andere Feuchtigkeit verstärkt sind.
• Elektronen von Auroral kommen aus durch die Sonne ausgestrahlten Balken. Das wurde 1900 von Kristian Birkeland gefordert, dessen Experimente in einem Vakuumraum mit Elektronbalken und magnetisierten Bereichen (Miniaturmodelle der Erde oder "terrellas") gezeigt haben, dass solche Elektronen zu den polaren Gebieten geführt würden. Probleme mit diesem Modell haben Abwesenheit der Aurora an den Polen selbst, der Selbststreuung solcher Balken durch ihre negative Anklage, und mehr kürzlich eingeschlossen, fehlen Sie irgendwelcher Beobachtungsbeweise im Raum.
• Die Aurora ist die Überschwemmung des Strahlenriemens ("undichte Eimer-Theorie"). Das wurde zuerst 1962 von James Van Allen und Mitarbeitern widerlegt, die gezeigt haben, dass die hohe Rate der Energieverschwendung durch die Aurora den Strahlenriemen schnell dränieren würde. Bald später ist es klar geworden, dass der grösste Teil der Energie in gefangenen Partikeln in positiven Ionen gewohnt hat, während auroral Partikeln fast immer Elektronen der relativ niedrigen Energie waren.
• Die Aurora wird durch Sonnenwindpartikeln erzeugt, die durch die Feldlinien der Erde zur Spitze der Atmosphäre geführt sind. Das hält für die Spitze-Aurora für wahr, aber außerhalb der Spitze hat der Sonnenwind keinen direkten Zugang. Außerdem wohnt die Hauptenergie im Sonnenwind in positiven Ionen; Elektronen haben nur ungefähr 0.5 eV (Elektronvolt), und während in der Spitze das zu 50-100 eV erhoben werden kann, der noch hinter auroral Energien zurückbleibt.
• Nach dem Kampf von Fredericksburg konnten die Lichter vom Schlachtfeld in dieser Nacht gesehen werden. Die Bundesarmee hat es als ein Zeichen genommen, dass Gott auf ihrer Seite während des Kampfs war. Es war sehr selten, dass man die Lichter in Virginia sehen konnte.

Images

Images der Aurora sind heute wegen des Anstiegs des Gebrauches von Digitalkameras bedeutsam üblicher, die hoch genug Empfindlichkeiten haben. Film und Digitalaussetzung von Auroral-Anzeigen sind von Schwierigkeiten besonders voll, wenn die Treue der Fortpflanzung ein Ziel ist. Wegen der verschiedenen geisterhaften Energiegegenwart, und sich dynamisch während der Aussetzung ändernd, sind die Ergebnisse etwas unvorhersehbar. Verschiedene Schichten der Filmemulsion antworten verschieden, um leichte Niveaus zu senken, und die Wahl des Films kann sehr wichtig sein. Längere Aussetzungen sammeln die sich schnell ändernde Energie und häufig Decke das dynamische Attribut einer Anzeige an. Höhere Empfindlichkeit schafft Probleme mit der Körnigkeit.

David Malin hat für Mehrfachbelichtung mit vielfachen Filtern für die astronomische Fotografie den Weg gebahnt, die Images im Laboratorium wiederverbindend, um die Sehanzeige genauer zu erfrischen. Für die wissenschaftliche Forschung werden Vertretungen häufig, solcher als ultraviolett verwendet, und wiedergefärbt, um das Äußere Menschen vorzutäuschen. Prophetische Techniken werden auch verwendet, um das Ausmaß des Displays, eines hoch nützlichen Werkzeugs für Aurora-Jäger anzuzeigen. Landeigenschaften finden häufig ihren Weg in Aurora-Images, sie zugänglicher und wahrscheinlicher machend, durch die Hauptwebsites veröffentlicht zu werden. Es ist möglich, ausgezeichnete Images mit dem Standardfilm zu nehmen (ISO Einschaltquoten zwischen 100 und 400 verwendend), und eine Reflexkamera der einzelnen Linse mit der vollen Öffnung, einer schnellen Linse (f1.4 50 Mm, zum Beispiel), und Aussetzungen zwischen 10 und 30 Sekunden abhängig von der Anzeigekraft der Aurora.

Die frühe Arbeit an der Bildaufbereitung der Aurora wurde 1949 von der Universität von Saskatchewan mit dem SCR-270 Radar getan.

In der traditionellen und populären Kultur

In der Mythologie von Bulfinch von 1855 durch Thomas Bulfinch gibt es den Anspruch dass in der skandinavischen Mythologie:

:The Valkyrior sind Kriegsjungfrauen, die auf Pferde bestiegen sind und mit Helmen und Speeren bewaffnet sind./.../Wenn sie hervor auf ihrem Botengang reiten, wirft ihre Rüstung ein fremdes flackerndes Licht, das über die nördlichen Himmel blinkt, machend, was Männer das "Aurora-Nordlicht" oder "Nordlicht" nennen.

Während ein bemerkenswerter Begriff, es nicht einen riesengroßen Körper von Beweisen in der Alten skandinavischen Literatur gibt, die diese Behauptung unterstützt. Obwohl auroral Tätigkeit über Skandinavien und Island heute üblich ist, ist es möglich, dass der Magnetische Nordpol beträchtlich weiter weg von diesem Gebiet während der Jahrhunderte vor der Dokumentation der skandinavischen Mythologie war, so den Mangel an Verweisungen erklärend.

Die erste Alte skandinavische Rechnung noch der ð rljós werden in der norwegischen Chronik Konungs Skuggsjá von n.Chr. 1230 gefunden. Der Chronist hat über dieses Phänomen von Landsmännern gehört, die von Grönland zurückkehren, und er gibt drei mögliche Erklärungen: Dass der Ozean durch riesengroße Feuer umgeben wurde, dass die Sonne-Aufflackern um die Welt bis seine Nachtseite reichen konnten, oder dass Gletscher Energie versorgen konnten, so dass sie schließlich Leuchtstoff-geworden sind.

In der alten römischen Mythologie ist Aurora die Göttin der Morgendämmerung, sich jeden Morgen erneuernd, um über den Himmel zu fliegen, die Ankunft der Sonne bekannt gebend. Der Charakter von Aurora die Göttin ist in den Schriften von Shakespeare, Herrn Tennyson und Thoreau vereinigt worden.

Das Lied von Clay Walker, "Weißer Palast" Verweisungen das Phänomen in seiner Lyrik: "Ihre blauen Augen scheinen sie heller als das Aurora-Nordlicht".

Siehe auch

• Raumwetter
• Liste von Plasma (Physik) Artikel
• "Geheimnisse der polaren Aurora"
• "Erforschung des magnetosphere der Erde" - Übersicht des magnetosphere, einschließlich der Aurora; und einschließlich umfassender Bibliografien von wissenschaftlichen Artikeln
• (323 Seiten)

• (144 Seiten)

Links

• Aurora - häufig gestellte Fragen.
• Aurora - Vorhersage.
• Aurora-Nordlicht - das Voraussagen.
• Sonnenlanddaten - Online-Konverter - Nordlicht-Breite.
• NASA - Carrington flackern super.
• Multimedia:
• Populäres Video des Aurora-Nordlichts - Genommen in Norwegen 2011.
• Aurora-Foto-Galerie - Ansichten vertreten 2009-2011.
• Aurora-Foto-Galerie - Ansicht von Tromsø, Norwegen. Oktober 2011.
• Aurora-Foto-Galerie - "Aurora des Vollen Himmels" über das Östliche Norwegen. Dezember 2011.
• Videos und Fotos - Aurora nachts.
• Video (04:49) - Aurora-Nordlicht - wie das Nordlicht geschaffen wird.
• Video (47:40) - Nordlicht - Dokumentarfilm.
• Video (01:42) - Nordlicht - Geschichte von Geomagnetc Storm (die Insel Terschelling - 6/7 April 2000).
• Video (01:56) (Zeitraffer-) - Aurora - Ansicht des Boden-Niveaus vom finnischen Lappland 2011.
• Video (02:43) (Zeitraffer-) - Aurora - Ansicht des Boden-Niveaus von Tromsø, Norwegen. Am 24. November 2010.
• Video (00:27) (Zeitraffer-) - Erde und Aurora - angesehen von der internationalen Raumstation.