Ученые обнаружили явление, влияющее на радиационные пояса Земли

Ученые обнаружили явление, влияющее на радиационные пояса Земли

 

Двое ученых из Университета Аляски в Фэрбенксе обнаружили новый тип «вистлера» — электромагнитной волны, которая переносит значительное количество энергии молнии в магнитосферу Земли.

Исследование опубликовано сегодня в журнале Science Advances.

Викас Сонвалкар, заслуженный профессор, и Амани Редди, доцент, открыли новый тип волн. Волна переносит энергию молнии, которая попадает в ионосферу в низких широтах, в магнитосферу. Эта энергия отражается вверх от нижней границы ионосферы на высоте около 55 миль в противоположном полушарии.

Ранее считалось, пишут авторы, что энергия молнии, попадающая в ионосферу в низких широтах, задерживается в ионосфере и поэтому не достигает радиационных поясов. Пояса — это два слоя заряженных частиц, окружающих планету и удерживаемых магнитным полем Земли.

«Мы как общество зависим от космических технологий», — сказал Сонвалкар. Современные системы связи и навигации, спутники и космические корабли с космонавтами на борту сталкиваются с вредными энергичными частицами радиационных поясов, которые могут повредить электронику и вызвать рак».

«Лучшее понимание радиационных поясов и разнообразных электромагнитных волн, включая те, что исходят от земных молний, которые воздействуют на них, жизненно важно для работы человека в космосе», — сказал он.

Прочитайте также  Китай запускает спутник весом 859 кг для изучения Солнца

Открытие Сонвалкара и Редди — это разновидность свистовых волн, которую они назвали «спекулярно отраженным свистовиком». При воспроизведении через динамик вистлеры издают свистящий звук, шатры крым.

Энергия молнии, попадающая в ионосферу в более высоких широтах, достигает магнитосферы в виде другого типа вистлеров, называемых магнитосферно отраженными вистлерами, которые претерпевают одно или несколько отражений в магнитосфере.

Ионосфера — это слой верхней атмосферы Земли, характеризующийся высокой концентрацией ионов и свободных электронов. Она ионизируется под воздействием солнечной радиации и космических лучей, что делает ее проводящей и крайне важной для радиосвязи, поскольку она отражает и изменяет радиоволны.

 

Магнитосфера Земли — область пространства, окружающая планету и созданная магнитным полем Земли. Она представляет собой защитный барьер, который не позволяет большинству частиц солнечного ветра достигать атмосферы и наносить вред жизни и технике.

Исследование Сонвалкара и Редди показывает, что в магнитосфере сосуществуют оба типа вистлеров — специфически отраженные вистлеры и магнитосферно отраженные вистлеры.

В своем исследовании авторы использовали данные о плазменных волнах, полученные с помощью зондов НАСА Van Allen Probes, которые были запущены в 2012 году и проработают до 2019 года, а также данные о молниях, полученные с помощью Всемирной сети обнаружения молний.

Прочитайте также  Посадочный модуль НАСА InSight умирает на Марсе

Они разработали модель распространения волн, которая при учете спекулярно отраженных вистлеров показала удвоение энергии молнии, достигающей магнитосферы.

Обзор данных о плазменных волнах с зондов Ван Аллена показал, что спекулярно отраженные вистлеры — распространенное магнитосферное явление.

Большинство молний возникает в низких широтах — тропических и субтропических регионах, склонных к развитию гроз.

«Это означает, что зеркально отраженные вистлеры, вероятно, переносят большую часть энергии молнии в магнитосферу по сравнению с магнитосферно отраженными вистлерами», — говорит Сонвалкар.

Влияние волн вистлеров, генерируемых молнией, на физику радиационного пояса и их использование для дистанционного зондирования магнитосферной плазмы исследуется с 1950-х годов.

Сонвалкар и Редди работают на кафедре электротехники и вычислительной техники в Колледже инженерных и горных наук UAF. Редди также является сотрудником Геофизического института UAF.

Исследования Сонвалкара и Редди поддерживаются грантами Национального научного фонда и NASA EPSCoR, учрежденной программы стимулирования конкурентоспособных исследований.


Поделитесь в вашей соцсети👇

 

Добавить комментарий