Модель радиационных поясов Земли в разрезе с двумя спутниками Van Allen Probes, пролетающими через них.
Недавнее открытие двух ученых из Университета Аляски в Фэрбанксе бросает новый свет на взаимодействие молний и радиационных поясов Земли. Викас Сонвалкар и Амани Редди выявили уникальный тип электромагнитной волны, которую они назвали «зеркально отраженным свистом». Эта волна переносит значительное количество энергии молний в магнитосферу, что может повлиять на множество аспектов, связанных с космическими технологиями.
Согласно проведенным исследованиям, энергия молний, попадающая в ионосферу на низких широтах, не остается там, как считалось ранее, а достигает радиационных поясов. Эти пояса представляют собой два слоя заряженных частиц, которые окружают Землю и удерживаются магнитным полем планеты. Открытие ученых подчеркивает важность понимания этих процессов, поскольку современные технологии, такие как спутники и системы связи, могут подвергаться воздействию вредных энергетических частиц радиационных поясов.
Сонвалкар отметил, что зависимость общества от космических технологий делает такое понимание критически важным. Энергетические частицы, находящиеся в радиационных поясах, могут повредить электронику и даже представлять угрозу для здоровья астронавтов. Поэтому исследование взаимодействия молний и магнитосферы становится важным шагом к обеспечению безопасности в космосе.
Ученые описали новый тип волны, который они обнаружили, как свистящий звук, возникающий при взаимодействии молний с ионосферой. Эта волна, известная как зеркально отраженный свист, представляет собой уникальный феномен, который ранее не был задокументирован. В отличие от магнитосферно отраженного свиста, который возникает при взаимодействии молний на более высоких широтах, зеркально отраженный свист демонстрирует удвоение энергии молний, достигающей магнитосферы.
Исследование базировалось на данных, собранных с помощью зондов Van Allen Probes, запущенных НАСА в 2012 году. Эти зонды предоставили информацию о плазменных волнах, а также данные о молниях, полученные из Всемирной сети обнаружения молний. Модель, разработанная учеными, показала, что зеркально отраженные свистящие волны могут быть более распространенными в магнитосфере, чем их магнитосферно отраженные аналоги.
Согласно исследованиям, большинство молний происходит в тропических и субтропических регионах, что делает зеркально отраженные свистящие волны ключевыми для переноса энергии в магнитосферу. Это открытие может изменить наше понимание того, как молнии влияют на физику радиационных поясов и как эти процессы могут быть использованы в дистанционном зондировании магнитосферной плазмы.
Ученые отмечают, что изучение влияния свистящих волн на радиационные пояса ведется с 1950-х годов, однако новое открытие подчеркивает важность дальнейших исследований в этой области. Понимание взаимодействия между молниями и магнитосферой может помочь в разработке более эффективных методов защиты космических технологий от воздействия радиационных поясов, что особенно актуально в условиях растущей зависимости человечества от космических технологий и исследований.
