Тайна полярных сияний открыта

Полярные сияния смутно присутствуют в течение всей ночи в полярных регионах, но иногда они ярко взрываются. Теперь японские ученые раскрыли тайну этого зрелища, известного как распад сияния.

В течение многих лет ученые размышляли о том, что вызывает образование авроральных суббурь и внезапные всплески яркости. Появившаяся статья в журнале Geophysical Research опрокидывает существующие теории о механизме этого явления.

Исследовательская группа Киото-Кюсю показала, что горячие заряженные частицы, или плазма, собираются в околоземном пространстве - чуть выше верхней атмосферы полярной области, - когда силовые линии магнитного поля восстанавливают соединения в пространстве. Это вынуждает плазму вращаться, создавая внезапный электрический ток над полярными областями. Кроме того, электрический ток становится чрезмерным вблизи ярких полярных сияний в верхних слоях атмосферы, приводя плазму во вращение и генерируя дополнительное электричество. Это вызывает увеличение "всплесков", очень ярких пучков света, которые характерны для суббурь.

Юске Эбихара (Yusuke Ebihara) из Киотского университета
использовал для исследования моделирование на суперкомпьютере, программу для которого разработал Такаши Танака (Takashi Tanaka), почетный профессор Университета Кюсю.

Полярные сияния порождаются плазмой, истекающей от Солнца, известной как солнечный ветер. В 1970-е годы ученые обнаружили, что когда эта плазма приближается к Земле, она вызывает изменение магнитных силовых линий Земли на дневной стороне, а затем на ночной стороне. Однако только этим нельзя объяснить, как трепещущие огни появляются в небе.

Ученые придумали теории для отдельных частей процесса. Некоторые предположили, что ускорение плазмы от восстановления соединения магнитных силовых линий вызывает распад сияния. Другие утверждали, что электрический ток, проходя вблизи Земли, по неизвестной причине частично перенаправляется в ионосферу, вызывая яркие вспышки света. Эта теория получила широкое признание, поскольку она предлагала объяснение того, почему восходящие токи истекают от нашей планеты. Но кусочки мозаики не совсем хорошо составлялись.

Программа моделирования проф. Танаки, с другой стороны, предлагает логическое объяснение от начала до конца.

«Предыдущие теории пытались объяснить отдельные механизмы, такие как восстановление соединений силовых линий магнитного поля и утечки электрического тока, но были противоречия при попытке объяснить явление в целом, - сказал Эбихара. - Нам нужно было посмотреть на более широкую картину».

Исследование может помочь смягчить опасность проблем, связанных с авроральными распадами, которые могут серьезно нарушить функционирование спутников и электросетей.

Слева – полярное сияние овальной формы перед авроральным распадом. Справа – моделирование на суперкомпьютере показывает, как развивается авроральный распад

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365