НАСА раскрыла тайну пульсирующих полярных сияний

Благодаря удачному объединению в одном новом исследовании данных, собранных при помощи двух спутников, наземного комплекса камер для обзора всего неба, а также благодаря нескольким зрелищным северным сияниям, исследователи обнаружили, что электроны играют неожиданную роль в формировании этих волшебных танцев красок и света. Хотя люди наблюдают полярные сияния уже в течение тысяч лет, однако только сейчас мы начинаем действительно понимать, что является их причиной.

В новом исследовании ученые во главе с Марилией Самара, физиком из Центра космических полетов Годдарда НАСА, США, сравнили видеозаписи, сделанные наземными средствами наблюдения, пульсирующих полярных сияний – одного из типов полярных сияний, который проявляется в виде регулярно мерцающих на небе ярких пятен – со спутниковыми измерениями числа и энергий электронов, потоки которых направляются к поверхности Земли со стороны защитной магнитной оболочки нашей планеты – магнитосферы. Неожиданно для себя команда обнаружила, что уменьшение числа низкоэнергетических электронов – которое, как долгое время считалось, почти не оказывает влияния на полярные сияния – вызывает особенно быстрые изменения формы и структуры пульсирующих полярных сияний.

Пульсирующие полярные сияния отличаются от другого типа полярных сияний – активных полярных сияний – в первую очередь источником электронов, бомбардирующих молекулы газов атмосферы нашей планеты близ полюсов и заставляющих эти молекулы светиться разными цветами. Источником электронов для активных полярных сияний является «хвост» магнитосферы, из которого они «выпадают», когда магнитосферу «сотрясает» удар со стороны пришедшего от Солнца потока заряженных частиц – например, коронального выброса солнечной массы. В случае же пульсирующих полярных сияний вызывающие атмосферное свечение электроны являются вторичными и направляются к поверхности Земли в результате сложных волновых движений в магнитосфере. Эти волновые движения происходят в магнитосфере нашей планеты время от времени – не только тогда, когда магнитное поле Земли «сотрясают» потоки солнечного вещества.

Изучая видеозаписи пульсирующих полярных сияний, исследователи обнаружили, что наиболее явные изменения структуры и формы этих атмосферных явлений наблюдаются в те периоды времени, когда снижено количество вторичных электронов, двигающихся вдоль магнитных линий полушарий нашей планеты.

Исследование было опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research.