Физики впервые услышали "барабанную дробь" магнитного щита Земли

Флотилия зондов НАСА помогла ученым доказать, что на поверхности магнитного щита Земли присутствуют стоячие акустические волны, похожие по структуре на барабанную дробь. Их описание и возможные источники были представлены в журнале Nature Communications.

Земля, в отличие от Венеры и ряда других планет Солнечной системы, обладает своим собственным магнитным полем, который вырабатывается в результате движения жидких потоков металла в ее ядре. Это магнитное поле играет роль своеобразного "щита", который отражает космические лучи, заряженные частицы высоких энергий, и защищает Землю от солнечного ветра и выбросов корональной массы на Солнце.

Следами его существования являются так называемые пояса ван Аллена - две области на высотах около 6 тысяч и 58 тысяч километров от поверхности Земли, где находятся большое количество протонов и электронов высоких энергий, "пойманных" магнитным полем Земли и движущихся в своеобразной магнитной ловушке. Они порождают красивые полярные сияния и вызывают радиопомехи во время вспышек на Солнце.

Чуть дальше, на расстоянии в 62 тысячи километров, или 10 радиусов Земли, находится так называемая магнитопауза, невидимая глазу граница между магнитным щитом Земли и открытым космосом, где сила поля резко падает.

Как отмечает Арчер, открытие солнечного ветра, космических лучей и прочих феноменов, постоянно бомбардирующих Землю, заставило ученых задуматься, как их постоянные столкновения с магнитопаузой будут влиять на ее поведение.

Первые расчеты, проведенные теоретиками в начале 1970 годов, показали, что из-за этого на "поверхности" магнитосферы возникнут особые стоячие волны, напоминающие биение барабанов. Благодаря этому граница между магнитным щитом Земли и открытым космосом будет не идеально сферической, а волнообразной.

Физики неоднократно пытались обнаружить эти "складки" и барабанную дробь, однако их поискам мешает то, что каждую секунду магнитопауза сталкивается с огромным числом космических лучей высокой энергии, скоплений солнечной плазмы и других заряженных частиц, не позволяющих однозначно "услышать" эти колебания.

Арчер и его коллеги смогли решить эту задачу благодаря счастливому стечению обстоятельств в относительно недавнем прошлом, анализируя архивные данные, собранные флотилией магнитосферных зондов THEMIS в 2007 году.

В один из первых дней августа, как отмечает ученый, все пять зондов выстроились в идеально ровную линию, ближний конец которой находился рядом с магнитопаузой, а дальний – в глубинах магнитного щита Земли.

Ученые увидели, как "трескается" магнитный щит ЗемлиИндийские физики выяснили, что магнитный щит Земли, защищающий нас от вспышек на Солнце и космических лучей, периодически "трескается" и пропускает через себя космические лучи в тех случаях, когда в него врезаются выбросы Солнца.

В этот же момент времени в нее врезался особенно быстрый и достаточно небольшой выброс плазмы с Солнца, что позволило ученым "увидеть" и услышать то, как вибрирует эта граница, сравнивая данные с каждого спутника THEMIS.

Их частота, сила и скорость движения, как отмечает Арчер, оказалась ровно такой, какой ее предсказывала теория полувековой давности, что подтвердило ее истинность. Сейчас физики пытаются найти еще одно подобное событие, которое бы окончательно закрыло все споры по поводу существования "барабанной дроби" магнитного щита Земли.