Auroror beskrivs vanligtvis som långsamt skimrande ljusgardiner som lyser upp himlen. Dock, när en explosiv aurora som kallas uppbrytning inträffar, det leder ibland till ett flimrande fenomen. När en norrsken flimrar, dess ljusstyrka och rörelse i vissa områden förändras snabbt. Denna flimring oscillerar vanligtvis vid en .1 sekunders period, vilket motsvarar joncyklotronfrekvensen för syrejoner.

Dr Yoko Fukuda vid University of Tokyo, Dr Ryuho Kataoka från National Institute of Polar Research, och andra samarbetspartners genomförde en treårig kontinuerlig höghastighetsavbildningsobservation vid Poker Flat Research Range, Alaska, USA, och identifierade fysiken bakom flimringen. De upptäckte också snabbare flimmer i hastigheterna 1/60 till 1/50 och 1/80 sekund.

Den 19 mars, 2016, forskarna observerade en aurora med ljusstyrka som rankades inom topp fem av alla observationer sedan 2014, och filmades med en slutartidskamera på 1/160 sekunder. Detaljerad analys av bilderna visade en höghastighets flimrande norr som vibrerade med en 1/80 sekunders period som ägde rum under det ljusaste ögonblicket av uppbrottet.

"Höghastighetsflimmer på 1/80 sekunder kunde inte förklaras av enbart syrejoner. Lättare joner, som de från väte, tros bidra till att flimra, "förklarar Dr Fukuda." Det faktum att denna höghastighetsflimmer observerades samtidigt som flimmer med en typisk 1/10 sekunders period kan innebära att den flimrande norrsken orsakades av elektromagnetiska joncyklotronvågor, som påverkas av både syre- och vätejoner. "

På flera tusen kilometers höjd, plasmavågor exciteras av accelererande elektroner och joner. Dessa elektroner är det som så småningom genererar auroror. Det antas att ett komplext utbyte av energi, där plasmavågor påverkas av elektroner och joner och vice versa, äger rum här.

"Astronomiska föremål med magnetfält finns i hela kosmos, med jorden som en av dem. På sådana föremål, vi observerar excitation av plasmavågor genom att accelerera partiklar, och samspelet mellan plasmavågor och partiklar, förekommer överallt, "avslutar Dr Kataoka." Men Jorden är det enda stället vi kan observera dessa fenomen i detalj. Förstå plasmaets beteende i yttre rymden, och växelverkan mellan plasmavågor och partiklar är en grundläggande fråga inom geofysik. Vi kommer att fortsätta undersöka dem i framtiden. "