NASA раскрыло механизм возникновения полярных сияний

Группе исследователей удалось установить, что полярные сияния возникают в результате резкого изменения магнитного поля Земли в удаленных (более 120 тысяч километров) его регионах. Открытие стало возможным благодаря использованию спутниковой сети NASA "Темис" ("THEMIS"). Работа опубликована в журнале Science.

Ранее было известно, что причинами возникновения полярных сияний являются так называемые суббури (substorm) – резкие выбросы энергии в магнитном поле Земли. Более 40 лет существовало две основные гипотезы, объясняющие эти выбросы. Первая связывала их с возмущениями электрических токов, существующих на расстоянии 60 тысяч километров в магнитном поле Земли. Вторая отодвигала причину дальше, утверждая, что изменения в токах и суббури являются результатом реконфигурации силовых линий магнитного поля на расстоянии около 120 тысяч километров от Земли. Наблюдения за суббурей, произошедшей 26 февраля 2008 года, позволили ученым решить давний спор в пользу гипотезы номер два.

Для работы использовалась спутниковая сеть NASA "Темис". Она состоит из пяти небольших спутников, предназначенных для измерения электромагнитных процессов в космосе. Спутники движутся по своим орбитам так, что раз в четыре дня в районе экватора они выстраиваются в цепочку, направленную вниз, в сторону Земли. В это время они одновременно проводят измерения параметров магнитного поля Земли на разных высотах. Кроме них в эксперименте участвовали 20 наземных станций слежения, расположенных в Канаде и на Аляске.

Резкое изменение внутренней структуры (рисунка силовых линий) магнитного поля называется перезамыканием. Под воздействием энергии солнечного ветра – потоков заряженных частиц, испускаемых солнцем, силовые линии находятся в постоянном движении. В некоторый момент они изгибаются слишком резко, и происходит разрыв. Высвобождается большое количество энергии, которая в виде пучка заряженных частиц достигает Земли. Это и называется суббурей.

Такие выбросы могут представлять значительную опасность для электронной начинки спутников, космонавтов на орбите и линий электропередач. Ученые считают, что новое открытие поможет более эффективно предсказывать подобные явления.