Ученые объяснили природу полярного сияния

Исследователи, работающие с пятью космическими аппаратами миссии THEMIS НАСА, сообщили о своем открытии на встрече Европейского геофизического союза в Вене.

Они изучали взаимодействие солнечного ветра - потока заряженных частиц от Солнца, с магнитным полем Земли.

Выяснилось, что на темной стороне Земли солнечный ветер вытягивает магнитное поле, образуя область, известную как магнитный шлейф. Магнитный шлейф - как резиновая лента, если он растягивается слишком далеко, в конечном итоге "отщелкивает" и высвобождает энергию, объясняет член исследовательской группы Андреас Кейлинг из Калифорнийского университета в Беркли.

Внезапное высвобождение энергии создает пару противодействующих спиральных вихрей, которые THEMIS определил, измерив скорость и направление солнечного ветра в магнитном шлейфе. Каждый из них 70 тыс. км в длину, и достаточно широкий, чтобы окутать Землю.

Один вихрь в паре посылает частицы в спиральном движении по линиям магнитного поля Земли, которые в результате сталкиваются с молекулами ионосферы на высоте 400 км над поверхностью. Энергия, высвобожденная в результате столкновений, создает полярные сияния, как газ в неоновом свете.

Заряженные частицы возвращаются через другой вихрь, завершая электрическую цепь. Вихри проводят до 100 тыс. ампер электрического тока внутрь и из земной ионосферы приблизительно каждые три часа.

Магнитометры в Северной Америке подтвердили, что полярные сияния произошли примерно через минуту после того, как THEMIS зафиксировал формирование вихрей в магнитном шлейфе. Кроме того, полярные сияния двигались по направлению к полюсам парами, отображая парные вихри в космосе.

Ученые могут применить это открытие для понимания механизмов космической погоды, но оно не поможет нам избежать катастрофических событий, которые может вызвать такая погода, так как с момента формирования торнадо до распространения его в ионосферу проходит примерно минута. Предупреждение должно быть сделано до этого момента.