Специалисты Сибирского федерального университета (СФУ) в сотрудничестве с Санкт-Петербургским государственным университетом (СПбГУ) разработали математическую модель, которая позволяет предсказывать возмущения магнитного поля, вызванные солнечным ветром.
В исследовании "Магнитные поля и электрические токи вокруг дневной магнитопаузы" основное внимание уделяется зависимости магнитных полей и электрических токов от условий солнечного ветра, межпланетного магнитного поля (ММП) и наклона геодиполя Земли, что позволяет углубить понимание динамики магнитосферы и влияния солнечного ветра на магнитную среду Земли. Результаты исследования опубликованы в журнале Frontiers in Astronomy and Space Sciences.
Авторы работы использовали математическую основу, объединившую обширные наборы данных из нескольких космических миссий для анализа взаимодействия солнечного ветра и магнитосферы Земли. В исследовании применялись два ключевых компонента моделирования: один для магнитосферы, другой – для прилегающей внешней магнитосферы. Это позволило обсудить пространственное распределение электрических токов на магнитопаузе и выявить закономерности, зависящие от ориентации ММП.
Моделирование продемонстрировало упорядоченные структуры магнитного поля, окружающего магнитосферу, и токи на магнитопаузе, которые контролируются ориентацией ММП, давлением солнечного ветра и наклоном геодиполя Земли. Распределения электрического тока были рассчитаны для различных углов межпланетного магнитного поля, что показало значительные колебания плотности тока, связанные с изменениями ориентации ММП. Результаты исследования подчеркивают важность северного и южного компонентов ММП, влияющих на эрозию магнитного потока и его накопление на дневной стороне магнитопаузы.
Профессор кафедры прикладной механики СФУ Николай Еркаев, один из авторов исследования, в интервью РИА Новости отметил значимость обширной базы данных для выявления фундаментальных закономерностей, касающихся межпланетного магнитного поля и магнитосферы Земли. Еркаев пояснил, что исследования показали, что перед границей магнитосферы наблюдается значительное усиление межпланетного магнитного поля. При этом граница магнитосферы может сильно смещаться в зависимости от направления солнечного магнитного поля.
Ученый уточнил, что критическую роль в этом процессе играет направление межпланетного магнитного поля относительно магнитного поля Земли. Если направления магнитных полей противоположны, граница магнитосферы частично открывается, образуя брешь, через которую проникают электрические токи и энергичные заряженные частицы, оказывая влияние на земную магнитосферу.