Ученые изучают влияние плазменных волн на атмосферу Земли

Новое исследование, возглавляемое учеными из Дартсмутского колледжа, США, рассматривает влияние плазменных волн на высокоэнергетические электроны, «стекающие» в магнитное поле Земли из космоса.

Эти находки имеют большое значение, поскольку релятивистские электроны могут привести к истощению озонового слоя и угрожать спутникам, находящимся на орбите, космическим аппаратам и астронавтам, и понимание эволюции радиационных поясов Земли может помочь снизить пагубное влияние этих частиц.

Главный автор исследования Ричард Дентон, профессор-исследователь факультета физики и астрономии Дартсмутского колледжа, использует расчетные методы для изучения магнитосферы, области космического пространства, защищенной магнитным полем Земли от солнечного ветра. В этой новой работе Дентон и его коллеги изучали резонанс релятивистских электронов с электромагнитными ионными циклотронными волнами в радиационных поясах Земли – иными словами, то, как эти волны влияют на движение электронов. Также известные как радиационные пояса Ван Аллена, эти гигантские концентрические слои заряженных частиц удерживаются на своем месте магнитным полем нашей планеты. Увеличение плотности и заряда этих частиц при повышении солнечной активности повышает уровень угрозы для спутников.

Ранее считалось, что релятивистские электроны легче взаимодействуют с ионными циклотронными волнами в тех случаях, когда общая плотность вещества повышена. Однако в своей новой работе исследователи открыли, что снижение минимальной энергии резонанса релятивистских электронов и этих волн связано, прежде всего, не с высокой плотностью вещества, а с низкой температурой протонов, которые оказывают дестабилизирующее воздействие на взаимодействующую систему.

Исследование вышло в журнале Geophysical Research Letters.