Сияние чистого полюса: тросы до Солнца

Несколько месяцев работы орбитальной миссии THEMIS смогли раскрыть ряд механизмов, ведущих к появлению над Землей одного из самых красивых явлений – полярного сияния.

Более столетия ученые активно изучают природу полярного сияния, но лишь с запуском миссии THEMIS она понемногу начинает проясняться. «Миссия только начала свою работу, однако уже преподнесла ряд сюрпризов», - рассказывает исследователь Василис Ангелопулос (Vassilis Angelopoulos). Запущенная чуть меньше 8 месяцев назад пятерка спутников уже сделала несколько важных находок, связанных с поведением полярного сияния и его происхождением.


Первое открытие было сделано еще в марте, менее чем через месяц после активирования аппаратов на орбите. «23 марта возмущения магнитного поля над Аляской и Канадой создали яркое полярное сияние, которое продолжалось более 2 часов», - делится Ангелопулос. Целая сеть наземных камер, поддерживающих миссию THEMIS, засняли это поразительное зрелище, тогда как спутники над ними провели замеры числа заряженных частиц и магнитного поля.

И тогда же собранные данные удивили исследователей: «Сияние двигалось по направлению на запад раза в 2 быстрее, чем вообще считалось возможным, преодолевая 15 градусов долготы менее, чем за минуту», - вспоминает Ангелопулос. Сияние включало целую серию вспышек, каждая из которых длилась около 10 минут. Одни из них понемногу затухали, другие же продолжались, усиливая друг друга и переходя в новые.


Еще более впечатлила мощь этого явления. По расчетам Ангелопулоса, совокупная энергия этого двухчасового события составила порядка 5*10¹⁴ Дж – величина, сравнимая с силой 5,5-балльного землетрясения. Откуда же берется столько энергии? Кажется, THEMIS нашел ответ.

«Спутники показали, что верхние слои земной атмосферы связаны длинными “тросами” линий магнитного поля непосредственно с Солнцем, – объясняет Дэвид Сибек (Dave Sibeck), также работающий над миссией THEMIS. – Думается, что заряженные частицы солнечного ветра двигаются вдоль этих линий, достигая Земли, где и приводят к геомагнитным бурям и – как следствие – полярному сиянию».


Такой «магнитный трос» представляет собой перекомбинированные линии магнитного поля – подобно тому, как нити переплетаются в обычном канате. Его существование было показано и ранее, но лишь сеть спутников, подобная THEMIS, смогла показать его действительную трехмерную структуру.

«Впервые такой “трос” THEMIS зафиксировал 20 мая, – вспоминает Сибек. – Он был действительно огромен, в диаметре примерно с нашу планету, и располагался на высоте около 65 тыс. км над ее поверхностью, в магнитопаузе». В этой области солнечный ветер встречается с магнитным полем Земли, взаимодействуя с ним – при этом линии магнитных полей и перекомбинируются, формируя такой магнитный «трос», создающий фарватер для движения солнечного ветра. Буквально через несколько минут «трос» исчезает, чтобы смениться новым – и течение частиц солнечного ветра к Земле не прекращается, создавая над полярными областями потрясающие воображение эффекты – по некоторым данным, их можно не только увидеть, но и услышать. Впрочем, полярное сияние над Юпитером – еще более масштабное зрелище.

© popmech.ru / 2007-12-14