Природа

Беспрецедентное наблюдение "космического урагана" над Северным полюсом


Впервые ученые обнаружили наличие космических ураганов в верхних слоях атмосферы Земли. Случайное открытие, проливающее новый свет на взаимодействие космической среды и планетарной атмосферой.

Мы все знаем о существовании тропических циклонов на Земле. Точнее, мы говорим об ураганах от Северной Атлантики до северо-восточной части Тихого океана и тайфунах в северо-западной части Тихого океана, но все эти разные терминологии относятся к одному и тому же феномену. Иными словами, высоко симметричный атмосферный вихрь черпает свою энергию из теплых вод тропиков.

Космический ураган над Северным полюсом

Ученые из Университета Рединга (Англия) и Шаньдуна (Китай) обнаружили существование гораздо более необычного вида урагана. Он проявился в верхних слоях атмосферы на высоте нескольких сотен километров над поверхностью. Согласно измерениям со спутников в августе 2014 года, исследователи заметили это явление лишь совсем недавно в ходе ретроспективного анализа данных. Результаты были опубликованы в журнале Nature communications 22 февраля.

Магнитосфера Земли защищает нас от заряженных частиц солнечного ветра.

Расположенный на Северном полюсе вихрь, состоящий из плазмы - ионизированного газа - простирался более чем на 1000 километров в ширину и имел удивительные спиральные рукава. Как и его наземные аналоги, ураган также вызвал осадки. Но совершенно особенное осаждение: ливень электронов. "До сих пор не было уверенности в том, что ураганы космической плазмы вообще могут существовать, поэтому доказать это с помощью таких ярких наблюдений невероятно", - сообщает Майкл Локвуд, исследователь из Университета Рединга и соавтор исследования.

Явление, которое, вероятно, довольно широко распространено

Таким образом, это первое наблюдение такого типа природных явлений. Кроме того, тот факт, что это произошло между ионосферой и магнитосферой, предполагает внезапную передачу энергии от солнечного ветра магнитному полю верхней атмосферы Земли. Во время этого процесса лепестки поля почти непрерывно повторно соединяются в течение нескольких часов, передавая большое количество энергии и вызывая образование плазменного вихря.

Схематическое изображение магнитосферы Земли во время космического урагана (выделено фиолетовым цветом). Также указаны области пересоединения силовых линий магнитного поля.

"Плазма и магнитные поля в атмосфере планет существуют по всей Вселенной, поэтому результаты свидетельствуют, что космические ураганы должны быть широко распространенным явлением", - добавляет соавтор. Тот, который произошел в августе 2014 года, вращался против часовой стрелки и рассеялся примерно через 8 часов. Гораздо меньшая продолжительность, чем у более обычных ураганов в нижних слоях атмосферы. И по вполне понятным причинам, механизм образования, а также структура вихря сильно отличаются друг от друга.

Ниже вы можете увидеть симуляцию космического урагана, выполненную исследователями. Согласованность с наблюдениями свидетельствует о том, что физические механизмы работы хорошо поняты. Земля видна сверху, солнце справа, а магнитосфера видна по форме асимметричного пузыря. Стрелки представляют поток плазмы. Наконец, цвета показывают передачу количества движения между солнечным ветром и ионосферой. Обратите внимание на наличие множества спиральных рукавов и спокойного центра, напоминающего глаз наших ураганов.

Back to top button