Ученые выяснили, что вызывает полярные сияния
25 июля 2008 года
Ученые с помощью наземных обсерваторий и специально разработанной группы спутников выяснили, какое явление "запускает" возмущения в магнитосфере Земли, вызывающие полярные сияния, сообщает РИА "Новости".
Как говорится в статье, опубликованной в журнале Science. наша планета окружена магнитным полем, которое не пропускает к Земле солнечный ветер - поток заряженных частиц, исходящих от Солнца. В случаях повышенной солнечной активности, вспышек на Солнце, солнечный ветер вызывает возмущения в магнитосфере, что приводит к так называемым магнитным бурям. Они приводят к перебоям в радиосвязи, авариям на электрических сетях, повреждениям электронного оборудования спутников.
Магнитная буря состоит из кратких возмущений, продолжающихся около полутора часов. Их называют суббурями. Такие суббури вызывают полярные сияния - гигантские разноцветные пятна света в небе, в виде нитей, "занавесей", которые видны по ночам в высоких широтах.
Как пояснил доктор наук Анатолий Левитин, заведующий лабораторией геомагнитных вариаций Института земного магнетизма, ионосфера и распространения радиоволн РАН (ИЗМИРАН), полярные сияния возникают в высоких широтах из-за потоков заряженных частиц - ионов и электронов.
"Ионы и электроны двигаются под действием электрических полей вдоль силовых линий магнитного поля Земли. В высоких широтах частицы начинают "высыпаться" в верхней атмосфере и сталкиваться в ней с молекулами атмосферы, что и вызывает свечение", - сказал собеседник агентства.
Левитин пояснил, что энергия, необходимая для разгона частиц, поступает из межпланетного пространства из солнечного ветра, потока солнечной плазмы. "Солнечный ветер "тащит" с собой магнитное поле Солнца. В результате сцепления, пересоединения силовых линий магнитного поля Солнца с силовыми линиями магнитного поля Земли внутрь магнитосферы проникает электрическое поле солнечного ветра, которое и порождает магнитные возмущения и, в частности, полярные сияния", - отметил ученый.
До настоящего времени существовали две конкурирующие теории, объясняющие начало суббурь. Согласно одной из них, механизм образования возмущений запускается сравнительно близко от Земли - на расстоянии около одной шестой дистанции до Луны. Согласно этой теории, происходит разрыв электрических токов, текущих в "хвосте" магнитосферы. В результате этого энергия из хвостовой части магнитосферы поступает в ионосферу, что и запускает возмущение.
Вторая теория говорит, что "спусковой механизм" находится дальше, где-то на одной третьей дистанции до Луны, и связан с процессом пересоединения магнитных силовых линий, что приводит к трансформации энергии магнитного поля в кинетическую энергию и тепло. Эта энергия передается частицам, находящимся в хвосте магнитосферы, и они достигают области высоких широт и взаимодействуют с атмосферой.
Чтобы выяснить, какая из этих теорий верна, НАСА организовало проект THEMIS (Фемида), в рамках которого на околоземную орбиту были запущены пять спутников, оснащенных устройствами для измерения электрического и магнитного поля, детекторами ионов и электронов. Эти спутники размещены на разных орбитах: один - на одной трети дистанции до луны, другой - на четверти дистанции, и три - на одной шестой дистанции. Каждые четыре дня спутники выстраиваются в одну линию.
Благодаря этому ученые могут контролировать процессы, происходящие в хвостовой части магнитосферы на разных расстояниях от Земли в моменты, предшествующие появлению полярного сияния, и определить, на каком расстоянии зарождается возмущение.
Во время этого эксперимента удалось выяснить, что реальные возмущения в магнитосфере соответствуют второй теории.
"Наши данные впервые ясно показывают, что пересоединение магнитных силовых линий и есть спусковой механизм. Пересоединение приводит к ускорению заряженных частиц вдоль магнитных силовых линий, зажигая полярные сияния ниже", - говорит ведущий автор исследования, профессор Калифорнийского университета Василис Ангелопулос.
По его словам, полученные данные помогут "научиться предсказывать эти регулярно возникающие всплески энергии, чтобы астронавты могли укрыться в космических кораблях, а мы могли выключить важные электрические системы на спутниках, чтобы избежать их повреждения".
Левитин отмечает, что возмущения космической погоды (которая включает в себя события на Солнце, солнечном ветре и в околоземной среде) могут вызывать сбои в работе наземных и космических систем.
Улучшение прогноза таких событий поможет избежать случаев катастроф, например, таких, как массовое отключение электроэнергии из-за аварий на трансформаторных подстанциях, также изменения параметров орбиты спутников из-за "разбухания" ионосферы, что может приводить к их падению.
Источники
править
Любой участник может оформить статью: добавить иллюстрации, викифицировать, заполнить шаблоны и добавить категории.
Любой редактор может снять этот шаблон после оформления и проверки.
Комментарии
Если вы хотите сообщить о проблеме в статье (например, фактическая ошибка и т. д.), пожалуйста, используйте обычную страницу обсуждения.
Комментарии на этой странице могут не соответствовать политике нейтральной точки зрения, однако, пожалуйста, придерживайтесь темы и попытайтесь избежать брани, оскорбительных или подстрекательных комментариев. Попробуйте написать такие комментарии, которые заставят задуматься, будут проницательными или спорными. Цивилизованная дискуссия и вежливый спор делают страницу комментариев дружелюбным местом. Пожалуйста, подумайте об этом.
Несколько советов по оформлению реплик:
- Новые темы начинайте, пожалуйста, снизу.
- Используйте символ звёздочки «*» в начале строки для начала новой темы. Далее пишите свой текст.
- Для ответа в начале строки укажите на одну звёздочку больше, чем в предыдущей реплике.
- Пожалуйста, подписывайте все свои сообщения, используя четыре тильды (~~~~). При предварительном просмотре и сохранении они будут автоматически заменены на ваше имя и дату.
Обращаем ваше внимание, что комментарии не предназначены для размещения ссылок на внешние ресурсы не по теме статьи, которые могут быть удалены или скрыты любым участником. Тем не менее, на странице комментариев вы можете сообщить о статьях в СМИ, которые ссылаются на эту заметку, а также о её обсуждении на сторонних ресурсах.
