Учёные объяснили асимметрию полярных сияний

Дата: 2021-12-20

Модель магнитного поля Земли.

В течении длительного времени учёные предполагали, что полярные сияния в северном полушарии идентично сияниям в южном. Полюса соединены линиями магнитного поля Земли, и полярные сияния образуются посредством заряженных частиц, двигающихся по ним. Из-за того, что магнитное поле симметрично относительно полюсов, было логичным предположить, что и сияния также должны быть симметричны.

Однако в 2009 году учёные открыли то, что полярные сияния могут выглядеть по-разному на северном и южном полюсе: они могут отличаться как формой, так и местоположением (этот феномен назвали асимметрией).

Новое исследование, опубликованное в журнале «Journal of Geophysical Research: Space Physics», описывает этот феномен, ведущий к отличиям полярных сияниях в разных полушариях. Вероятно, что они вызваны сжатием магнитного хвоста Земли под действием солнечного ветра и магнитного поля Солнца.

Когда магнитное поле Солнца прибывает к Земле, оно имеет направленность с востока на запад, по-разному взаимодействуя с магнитным полем Земли на разных полюсах. Эта асимметрия вызвана наклоном оси вращения Земли и наклона оси его магнитного поля.

«Причина, по которой эта работа является интересной, заключается в том, что раньше мы предполагали, что асимметрия вызвана механизмом, называемым пересоединением магнитного хвоста», – говорит кандидат наук из университета Бергена в Норвегии Андрес Ома. «Эта статья показывает, что возможно на самом деле всё наоборот: пересоединение в магнитном хвосте фактически уменьшает асимметрию».

Это исследование не только описывает разницу в полярных сияниях, но и лучше объясняет взаимодействие Земли и Солнца. Эти знания очень важны в вопросе предсказания космической погоды, которая может вызвать хаос в электрических сетях, а также проблемы для спутников и космонавтов в космосе.

«Без включения знаний об асимметрии наше понимание солнечно-земных связей было бы далёким от полного, и наши модели не могли бы точно предсказать время и место явлений космической погоды», – сказал профессор и руководитель Центра космических наук Биркеланда в университете Бергена в Норвегии Николай Остгаард.

В спокойных условиях космической погоды заряженные частицы движутся по линиям магнитного поля Земли. Однако во время магнитных бурь эти линии могут пересекаться между собой и разрушаться (что называется магнитным пересоединением). При этом заряженные частицы «высыпаются» в атмосферу Земли, вызывая её свечение, называемое полярным сиянием.

Ранее считалось что разница в сияниях на разных полушариях была вызвана пересоединением в магнитном хвосте, однако данное исследование говорит о том, что влияние самого хвоста наоборот, вызывает снижение асимметрии, а сама она вызвана неравномерным сжатием магнитного хвоста под действием солнечных вспышек и коронального выброса массы Солнца, которое или само имеет асимметрию, или приходит асимметрично относительно земного экватора.

«Это исследование объясняет возникновение асимметрии и то, как оно исчезает, и это прямо противоположно тому, что предполагали многие учёные», – говорит главный редактор издания «JGR-Space Physics». «Поэтому такой результат – важное событие».

Новости астрономии
Все про космос inspaceblog.net