Sunday Science: как создать собственное миниатюрное Полярное Сияние

То что вы видите выше – это изображение Северное Сияния или Aurora Borealis симулированного на террелле. Террелла – с латинского "маленькая Земля". Это всего-лишь магнит в форме шара, который позволяет ученым не только визуализировать, но и изучать магнитное поле большой Земли.

Первая террелла была создана еще во времена правления Елизаветы, когда люди хотели узнать, что значит движение стрелки на компасе в случае с Землей. Уилльям Гилберт – физик ее Величества, предполагал, что стрелка движется так как наша планета представляет из себя гигантский магнит, и решил сделать мини-Землю для доказательства своей правоты. Компас, который двигали вокруг модели, которую назвали террелла, реагировал так же как при обычных условиях, то есть указывал стрелкой на полюс.

На картинке выше можно наблюдать повтор серии экспериментов проведенных в конце 19-го–начале 20-го века Кристианом Бирклендом в попытке объяснить феномен Полярного Сияния. Биркленд, вместо того, чтобы делать терреллу сразу из магнита, поместил электромагнитную катушку внутрь металлической сферы. После этого он поместил сферу в вакуумную камеру и начал подавать немного газа между металлическими пластинами, в которые шар был помещен. Газ создавал миниатюрную версию атмосферы Земли. При обстреле электронами терреллы – имитируя солнечный ветер – магнитное поле терреллы смещало электроны к полюсам, где они возбуждали молекулы газа, пока он не начинал светится. Это и есть искусственное Полярное Сияние.

К сожалению сейчас использование терреллы не имеет смысла, так как нам достаточно компьютеров для симуляции того, как солнечный ветер будет влиять на магнитосферу Земли. 

Нечто похожее можно наблюдать на видео ниже, хотя в данном случае луч электронов просто изгибается под воздействием магнитного поля... подобным образом работали старые лучевые ТВ и мониторы.