Солнечные бури могут разряжать ионосферу Земли

В новом исследовании обнаружено, что солнечные бури могут не только заряжать атмосферу Земли избыточным зарядом близ полюсов, но и производить прямо противоположное действие: способствовать формированию областей, почти не имеющих электрического заряда. Эти находки позволяют глубже понять влияние солнечных бурь на атмосферу Земли, а также могут помочь улучшить радиосвязь и навигационные системы в Арктике.

Команда исследователей из Дании, США и Канады сделала это открытие при изучении солнечной бури, достигшей Земли 19 февраля 2014 г. Эта буря оказала заметное воздействие на ионосферу Земли в северных широтах.

Солнечные бури часто сопровождаются выбросами солнечного вещества, называемыми корональными выбросами массы (coronal mass ejection, CME). Во время этого извержения электрические заряженные солнечные частицы направляются в сторону Земли. При достижении атмосферы нашей планеты солнечные частицы вызывают возмущения в магнитосфере Земли, известные как геомагнитные бури. Взаимодействие между частицами CME и атмосферой нашей планеты могут приводить к формированию нестабильных областей с повышенным количеством электронов в ионосфере, области атмосферы, начинающейся на высоте примерно 80 километров и содержащей ионы и электроны.

Эта геомагнитная буря, произошедшая в 2014 г., была вызвана двумя мощными CME, направленными к Земле. В результате этой бури ученые сначала наблюдали обычные для событий такого рода зоны с повышенной концентрацией электронов в небе над Гренландией, однако затем обнаружили к югу от этих зон обширные участки пространства (размерами от 500 до 1000 километров), где электроны «почти отсутствовали», согласно одному из авторов новой работы Перу Хоугу (Per Hoeg) из Национального института исследований космоса Технического университета Дании. Эти области оставались обедненными электронами в течение нескольких суток.

Пока что ученые не нашли объяснение этим наблюдениям. Основные возможные версии включают рекомбинацию электронов с положительными ионами или перераспределение электронов.