Розкрито таємницю пульсуючих полярних сяйв
Довгий час вчені не могли зрозуміти, як виникають ці явища
Вчені з Японії і США розкрили секрет виникнення пульсуючих полярних сяйв. Виявилося, що їх викликають високоенергетичні «електрони-вбивці», що руйнують озоновий шар і завдають шкоди супутникам. Результати дослідження опубліковані в журналі Geophysical Research Letters, повідомляє Еarth-chronicles.
Полярні сяйва виникають внаслідок взаємодії електронів сонячного вітру з магнітосферою Землі. Вони проявляються у вигляді красивих різнобарвних завіс і сполохів, які висвітлюють нічне небо в високих широтах.
Також читайте
Але є особливі, пульсуючі сяйва, схожі на мерехтливі в небі контури хмар, інтенсивність яких змінюється протягом коротких проміжків часу, зазвичай від двох до двадцяти секунд. Довгий час вчені не могли зрозуміти, як виникають ці явища.
Геофізики з Нагойского університету разом з колегами з НАСА розробили теорію, яка пояснює виникнення пульсуючих полярних сяйв, і провели підтверджуюче її комп'ютерне моделювання.
Вчені вважають, що плазмові хвилі, які генеруються поблизу магнітного екватора, переміщаючись на північ і південь, збуджують електрони в магнітосфері. В результаті цих взаємодій утворюються як електрони з низькою енергією в декілька сотень кілоелектронвольт, так і з високою - в кілька тисяч кілоелектронвольт, і навіть «мегаелектронвольтні».
На думку авторів, саме останні відповідальні за виникнення пульсуючих полярних сяйв. Збуджені високоенергетичні електрони розсіюються у верхніх шарах атмосфери, де вони виділяють світлову енергію.
Результати моделювання показують, що такі електрони можуть викликати руйнування озону в мезосфері, приблизно в 60 кілометрах над поверхнею Землі. Вчені також припускають, що це ті самі «електрони-вбивці», що володіють високими «релятивістськими» енергіями, які заподіюють ушкодження супутникам.
«Наша теорія показує, що так звані електрони-вбивці, які осідають в середній атмосфері, пов'язані з пульсуючим полярним сяйвом і можуть бути залучені в руйнування озону», - наводяться в прес-релізі Нагойского університету слова керівника дослідження Йосізумі Міесі (Yoshizumi Miyoshi) з інституту досліджень космосу і навколишнього середовища.
Дослідники припускають, що електрони, відповідальні за пульсуючі полярні сяйва, мають плавно падаючий розподіл енергії в напрямку, перпендикулярному локальному магнітному полю. У цьому їхня відмінність від електронів, що викликають звичайне полярне сяйво, пік розподілу енергії яких орієнтований уздовж ліній локального магнітного поля.
Автори планують перевірити свої результати експериментальним шляхом. У грудні 2021 року Японське агентство аерокосмічних досліджень (JAXA) у співпраці з НАСА, Нагойського університетом та іншими установами Японії та США планує запустити дослідницьку ракету LAMP (Loss through Auroral Microburst Pulsations - Втрати при авроральних мікровзривних пульсаціях).
Вчені сподіваються, що вимірювання, зроблені під час польоту ракети в стратосфері і мезосфері, підтвердять їх гіпотезу про зв'язок пульсуючих полярних сяйв з «електронами-убивцями».
