白克兰电流
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白克兰电流是沿着联结地球磁层的磁场线流进地球高纬度电离层的一股电流。在地球的磁层,这股电流由太阳风和行星际磁场以及体积庞大的等离子体驱动着(由行星际磁场间接的驱动着它们的对流)。白克兰电流的强度与磁层中的活动一起变化(例如在副暴(英语:Substorm)期间)。在朝上的电流片(电子向下流动)中小尺度的扰动加速磁层中的电子,当它们抵达大气层的上层,就会创造出极光(南极光和北极光)。在高纬度的点离层(或极光带),白克兰电流经由在该区电离层垂直于磁场线的极光电喷(英语:Electrojet)接通。两对白克兰电流在场匹配电流片中成对的出现,一对由正午处通过黄昏侧延伸到子夜处,另一对从正午区经由黎明侧也延伸到子夜区。在极光带高纬度这一侧的电流片称为第一区,低纬度那一侧的电流片称为第二区。
这种电流是曾经远征北极圈研究极光的挪威探险家兼物理学家克里斯汀·白克兰在1908年预测的。他使用简单的测量磁场仪器,重新发现安德斯·摄尔修斯和他的助理奥洛夫·约尔特(英语:Olof Hjorter)在一个多世纪前的发现:当极光出现时磁强计会改变方向。这可能只意味着电流在大气层之上流动,但他从理论上说明不知何故太阳会发出阴极射线[2][3],和从现在被称太阳风的粒子进入地球的磁场并创造出电流,从而产生极光。这种看法受到当时其他的研究者蔑视[4],但在1967年,一颗卫星被发射进入极光带,显示白克兰预测的电流确实存在。为了尊崇他和他的理论,这种电流被命名为白克兰电流。在露西·贾戈的书中对白克兰电流的发现有着很好的说明[5]。
瑞典阿尔芬实验室的名誉教授卡尔-贡内·菲尔塔马(英语:Carl-Gunne Fälthammar)写道[6]:"为什么对白克兰电流特别感兴趣?是因为等离子体被迫携带它们,而它们会导致大量的物理过程(波(英语:Waves in plasmas)、不稳定性、精细结构的形成)。这些又回过头来导致像是包括正和负的带电粒子加速(英语:Plasma acceleration)、和元素分离(像是氧离子的差别弹射)。了解这两类现象在天文物理上获得的利益远超过了解我们地球自己的太空环境。"