En nära studie av auroror har avslöjat nya sätt att förstå fysiken för explosiva energilösningar i rymden, enligt ny UCL-ledd forskning.

Auroror är ett berättande tecken på fysiska processer i rymden, agera som tv -skärmar genom att visa vad som händer miljontals kilometer från jorden där vår planets magnetfält sträcker sig in i en lång svans som vetter bort från solen.

För studien, publicerad idag i Naturkommunikation , laget från UCL och University of Reading på distans observerade snabbt utvecklande norrsken för att förstå fysiken bakom varför, när och hur energi frigörs som källa till norrsken explosivt omkonfigurerar.

"Någonstans i den enorma rymdvolym i vilken jordens magnetosfär sträcker sig, denna energiutsläpp sker via instabilitet som verkligen är svårt att identifiera. De orsakar substormar där laddade partiklar surfar in i jordens atmosfär på elektromagnetiska vågor, släpper ut stora mängder energi och lyser upp norrsken "förklarade studieförfattaren Dr. Jonathan Rae (UCL Space &Climate Physics).

"Genom att studera auroror noga, vi kan kartlägga tillbaka till var i rymden instabiliteten uppstår och studera fysiken som orsakar dem. Det är mycket mer effektivt än att försöka observera stora utrymmen. "

Teamet genomsökte en stor del av himlen och hittade den perfekta delstormen som ligger över Poker Flats i Alaska den 18 september 2012. Genom att använda nya data från MOOSE (Multi-spectral Observatory Of Sensitive EM-CCDs), de spårade norrskenet när det rörde sig mot nordpolen under en fyra minuters period.

Detta är relativt lång tid för denna typ av norrsken att studeras, så att forskarna kan samla in en mängd data. Informationen analyserades sedan för specifika mönster som gav viktiga fysiska ledtrådar till aurorans bildning i rum och tid.

Aurora började som en rad "auroralpärlor" längs en båge som växte exponentiellt i ljusstyrka och storlek. Dessa växande krusningar är ett kännetecken för en instabilitet i rymden.

Genom att jämföra dessa detaljerade egenskaper från norrsken med toppmodern teori, laget skulle kunna begränsa utrymmet där instabiliteten troligen är.

"Vi har visat att det är möjligt att bara studera norrsken för att ta reda på var instabilitet finns i rymden, som inte har gjorts tidigare, "förklarade medförfattaren Dr. Colin Forsyth (UCL Space &Climate Physics).

"Vår metod gör att vi kan förutsäga vad instabiliteten är och var den är i rymden. Faktum är att regionen vi har identifierat är otroligt liten i rymden - bara en liten bråkdel av jordens volym - och vi hoppas kunna studera den mer detaljerat med hjälp av rymdfarkoster som passerar genom området. "

Tills nu, forskare har kunnat beskriva norrsken och hög energi händelser som inträffar på solen och andra planeter i solsystemet, men det är första gången som verklig fysisk analys har gjorts.

"Viktigt, vårt arbete har gett forskare mer fysik att arbeta med. En hel rad teoretiska modeller kan testas och förfinas utifrån de fysiska egenskaper vi har fångat, "tillade medförfattaren Dr Clare Watt (University of Reading).

"Det vi har rapporterat har undvikit forskare sedan auroror först beskrevs på 1960 -talet och medan vi använder jorden som vårt närmaste laboratorium, resultaten kommer att gälla andra händelser någon annanstans i solsystemet. Vi ser nu fram emot att identifiera detta epicentrum i rymden och ta reda på vad som gör det instabilt, "avslutade doktor Rae.