Завтрашняя погода может быть облачной с вероятностью появления электронов, согласно недавно обнаруженному явлению в магнитном щите Земли.
Описанное как неожиданное, сверхбыстрое «выпадение электронов», это явление происходит, когда волны электромагнитной энергии проходят через магнитосферу Земли — магнитное поле, созданное в результате вращения ядра Земли, которое окружает нашу планету и защищает ее от смертоносной солнечной радиации. Затем эти электроны вылетают из магнитосферы и падают на Землю.
Проливные электронные дожди чаще всего происходят во время солнечных бурь, и они могут способствовать появлению бореальной авроры, говорится в исследовании, опубликованном 25 марта в журнале Nature Communications.
Однако, добавили исследователи, электронные дожди могут также представлять угрозу для астронавтов и космических аппаратов, поскольку модели космической радиации в настоящее время не учитывают их.
«Хотя принято считать, что космос отделен от нашей верхней атмосферы, эти два явления неразрывно связаны», — сказал в своем заявлении соавтор исследования Вассилис Ангелопулос, профессор космической физики в Калифорнийском университете Лос-Анджелеса (UCLA). «Понимание того, как они связаны, может принести пользу спутникам и астронавтам, пролетающим через этот регион».
Ученые уже несколько десятилетий знают, что энергичные частицы периодически выпадают на нашу планету в небольших количествах. Эти частицы зарождаются на Солнце и проплывают через промежуток шириной 93 миллиона миль (150 миллионов километров) к Земле на спине солнечного ветра.
Магнитосфера нашей планеты задерживает многие из этих частиц в одном из двух гигантских радиационных поясов в форме пончика, известных как пояса Ван Аллена. Время от времени волны, генерируемые в этих поясах, заставляют электроны ускоряться и падать в атмосферу Земли.
Новое исследование показывает, что ливни электронов могут происходить гораздо чаще, чем считалось ранее.
В своем новом исследовании авторы проанализировали электронные ливни в поясах Ван Аллена, используя данные с двух спутников: космического аппарата «Исследование электронных потерь и полей» (ELFIN) — спутника размером с буханку хлеба, который вращается низко в атмосфере Земли; и космического аппарата «Временная история событий и макромасштабных взаимодействий во время суббурь» (THEMIS), который вращается по орбите за пределами поясов Ван Аллена.
Наблюдая за потоками электронов в поясах Ван Аллена сверху и снизу, команда смогла обнаружить события электронного дождя в мельчайших подробностях. Данные THEMIS показали, что эти электронные ливни были вызваны волнами Вистлера — типом низкочастотных радиоволн, которые возникают во время ударов молний и затем проходят через магнитосферу Земли.
Эти волны энергии могут ускорять электроны в поясах Ван Аллена, заставляя их переливаться и выпадать дождем на нижние слои атмосферы, обнаружили исследователи.
Кроме того, данные спутника ELFIN показали, что эти дожди могут происходить гораздо чаще, чем предполагалось в предыдущих исследованиях, и могут стать особенно распространенными во время солнечных бурь.
Существующие модели космической погоды учитывают некоторые источники выпадения электронов в атмосферу Земли (например, удары солнечного ветра), однако, по словам исследователей, они не учитывают электронные ливни, вызванные вистлер-волнами.
Высокоэнергетические заряженные частицы могут повреждать спутники и представлять опасность для космонавтов, оказавшихся на их пути. По словам авторов нового исследования, более глубокое понимание этого источника электронного дождя позволит ученым обновить свои модели, чтобы лучше защитить людей и машины, которые проводят время высоко над нашей планетой.
Оригинал earth-chronicles.ru
