Смертоносные «щебечущие волны» ставят крест на планах полетов к другим планетам

Ученые обнаружили странное космическое явление, когда всплески электромагнитных волн при преобразовании их в аудиосигналы напоминают щебетание птиц.

«Щебечущие волны (хоровые волны)» - это загадочные сигналы, издаваемые спиралевидной плазмой в магнитном поле нашей планеты. Новое открытие говорит о том, что ученые, похоже, мало что в них понимают.

Ученые обнаружили странные хоровые волны, напоминающие звучание птиц на рассвете, за тысячи километров от Земли, и они могут создать большие проблемы для будущих космических полетов.

Хоровые волны, названные так из-за их сходства с пением птиц при преобразовании в аудиосигналы, представляют собой возмущения в электромагнитном поле Земли, способные ускорять частицы до смертельно опасных для космических кораблей и астронавтов скоростей.

Хотя эти загадочные волны были обнаружены на Земле и других планетах еще в 1960-х годах, ранее ученые полагали, что они возникают только вблизи планеты. Новые хоровые волны были обнаружены в регионе, где магнитное поле Земли растянуто, чего ученые не ожидали. Это поднимает новые вопросы о том, как формируются эти хоровые волны.

Ранее такие волны наблюдались ближе к Земле — на расстоянии около 51 000 километров. С 1960-х они регистрируются различными инструментами, включая антарктические исследовательские станции и зонды Van Allen от НАСА.

Теперь же новая группа исследователей обнаружила хоровые волны на расстоянии 100 000 миль (165 000 км) от Земли, что примерно в три раза дальше, чем они были обнаружены ранее. Исследователи опубликовали свои результаты 22 января в журнале Nature.

Хоровые волны - это всплески энергии длительностью всего несколько десятых долей секунды, которые распространяются через магнитосферу Земли - магнитное поле, окутывающее нашу планету. Впервые эти волны были обнаружены радистами Первой мировой войны, которые услышали их, отслеживая вражеские сигналы.

За прошедшие с тех пор десятилетия хоровые волны были зафиксированы радиоприемниками, а также космическим аппаратом NASA Van Allen Probe, который обнаружил эти волны, исходящие из радиационных поясов Земли. Волны также были замечены в окрестностях Меркурия, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна (все планеты с глобальным магнитным полем), а также Марса и Венеры, у которых нет магнитного поля.

Ученые до сих пор спорят о причинах возникновения « хоровых волн», но самая популярная теория гласит, что они образуются из-за эффекта, называемого плазменной нестабильностью. В искривленных диполях, таких как обычные магниты и планетарные магнитные поля, электроны, извергаемые Солнцем, обычно задерживаются вдоль линий магнитного поля. Как правило, частицы движутся вдоль этих линий упорядоченно, по спирали.

Но иногда возмущения в поле нарушают этот аккуратный порядок, заставляя электроны генерировать Хоровые волны, которые резонируют с электронами и разгоняют их до смертоносных, околосветовых скоростей. Согласно этой теории, изогнутая природа этих диполей позволяет «Хоральные волнам» двигаться от полюса к полюсу, издавая свой характерный звук.

Однако эти новые волны, обнаруженные спутниками NASA Magnetospheric Multiscale, были найдены в относительно плоской области магнитосферы Земли, что позволяет предположить, что они были вызваны изменением частоты поля.

Чтобы лучше изучить волны и то, что может их порождать, исследователи предложили лучше следить за входящими плазменными выбросами от Солнца и тем, как они взаимодействуют с магнитосферой Земли. Это может привести к ответам, которые могут оказаться жизненно важными для обеспечения того, чтобы будущие спутники, астронавты и миссии в дальний космос на Марс и далее не были смертельно поражены высокоскоростными электронами.