Американские астрофизики разрешили загадку магнитных возбуждений, лежащих в основе одного из самых красивых и необычных природных явлений – полярного сияния.
Учёные надеются, что полученные данные помогут не только лучше понять этот феномен, но и разработать новые варианты защиты спутниковых и космических систем связи.
Магнитное поле Земли находится под постоянным давлением космического излучения и защищает нашу планету от заряженных частиц (в основном солнечного происхождения).
Однако часть частиц всё же прорывается в атмосферу, образуя так называемые магнитосферные суббури (substorms). Именно они порождают яркие картины свечения верхней атмосферы Земли.
Суббуревая активность может быть достаточно опасной для космических и даже наземных коммуникаций. Однако до сих пор не удавалось выяснить, что является причиной её возникновения и как она протекает.
Для изучения этого явления в 2007 году NASA вывела на орбиту спутниковую группировку «Фемида» (THEMIS). А в феврале 2008 года с её помощью удалось подробно зафиксировать соответствующие колебания магнитного поля.
Проанализировав данные, полученные со спутников, международной группе исследователей удалось наконец пролить свет на причины этого явления.
По мнению руководителя проекта Вассилиса Ангелопулоса (Vassilis Angelopoulos), штормы зарождаются на «ночной» стороне Земли. Всё начинается с разрушения (пересоединения) силовых линий магнитного поля (magnetic reconnection) в результате внезапного и резкого увеличения давления солнечного ветра.
Магнитное поле выступает в данном случае в качестве эластичного жгута, который, изогнувшись, растянувшись и выпрямившись обратно, выбрасывает в нашу сторону часть захваченных высокоэнергетических частиц.
В принципе, о явлении пересоединения было известно уже давно, однако, по словам доктора Ангелопулоса, его впервые удалось напрямую увязать с полярными сияниями. То есть данные с « Фемиды» помогли установить, что именно пересоединение лежит в основе суббуревых явлений.
«По этому поводу учёные спорили несколько десятилетий», — говорит Лэрри Пэкстон (Larry Paxton) из физического лаборатории университета Джона Хопкинса (Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory).
Рейнер Фридель (Reiner Friedel) из Лос-аламосского центра (Los Alamos National Laboratory) согласен с тем, что полученные сведения об авроральных явлениях очень важны, но отмечает, что за последние сорок лет не наблюдалось двух похожих суббурь и выводы обобщающего характера делать пока рано.
Подробный отчёт об открытии опубликован в журнале Science.
Читайте также о магнитных жгутах, питающих полярные сияния, или о наземной установке, которую военные планируют использовать для борьбы с космическим излучением.
