Недавно ученые Викас Сонвалкар и Амани Редди из Университета Аляски в Фэрбанксе обнаружили разновидность электромагнитной волны, возникающей в результате разряда молнии и обладающей уникальными свойствами. Результаты их работы опубликованы в журнале Science Advances.
Новый тип электромагнитной волны, получивший название «зеркально отраженный свист» (mirror-reflected whistler), представляет собой загадочное явление, ранее неизвестное науке. Его особенность заключается в способности транспортировать энергию молний, проникающую в ионосферу в низких широтах, непосредственно в магнитосферу Земли на высоту более 20 тысяч километров.
Это открытие кардинально меняет наше понимание процессов переноса энергии в околоземном космическом пространстве. Вот как высказался о значении своего открытия сам профессор Сонвалкар: «Современное общество практически полностью зависит от космических технологий. Навигационные системы, спутники, космические аппараты с астронавтами на борту постоянно сталкиваются с опасными частицами радиационных поясов.
Это не только негативно влияет на электронику, но ещё и вызывает развитие злокачественных новообразований в организме. Именно поэтому понимание процессов, возникающих при образовании молний, имеет огромное значение для деятельности человека в космосе»
Изучение действия молний на радиационные пояса Земли велось ещё с 50-ходов прошлого века. До недавнего времени считалось, что энергия молний, попадающая в ионосферу на низких широтах, в основном рассеивается и остается в пределах ионосферного слоя. Предполагалось, что она просто не обладает необходимой силой для преодоления магнитного поля Земли и проникновения в радиационные пояса, расположенные гораздо дальше. Но открытие зеркально отраженных свистов (вистлеров) доказывает, что это не совсем так.
Как образуется новый тип молнии
Механизм действия новой волны остается не до конца изученным, но ученые выдвигают предположения, основанные на анализе собранных данных, собранных зондами Van Allen, запущенных NASA ещё в 2012 году и информации из Всемирной сети обнаружения молний й GLD360. На их базе была создана компьютерная модель явления, позволяющая визуализировать путь зеркально отраженных свистов от Земли к магнитосфере.
Зеркально отраженный "свист" образуется в результате сложного взаимодействия электромагнитных полей, генерируемых молнией, и плазмы ионосферы. Волна отражается от магнитных силовых линий Земли, подобно тому, как свет отражается от зеркала, и таким образом эффективно переносит энергию вглубь магнитосферы
Как это знание поможет человечеству
Открытие зеркально отраженного свиста имеет большое значение для понимания различных процессов в околоземном космическом пространстве. Это может помочь объяснить некоторые ранее необъяснимые явления, связанные с динамикой радиационных поясов Земли, влиянием солнечной активности на нашу планету. В том числе и на изменение климата. Глубокое изучение феномена позволит ученым создать более точные модели прогнозирования погоды, что крайне важно для защиты инфраструктуры, обеспечения безопасности и бесперебойной работы спутников, систем связи, электростанций.
Дальнейшие исследования будут направлены на более детальное изучение механизма образования и распространения зеркально отраженных вистлеров, а также оценку его вклада в энергетический баланс магнитосферы. Ученые планируют использовать более точные методы наблюдения и моделирования, чтобы получить полную картину этого удивительного явления.
Открытие новой формы электромагнитной волны, связанной с молниями, подтверждает, что даже такие давно изучаемые явления, как грозы, способны преподнести нам множество неожиданных открытий и расширить наши знания о сложной и загадочной системе нашей планеты. В перспективе изучение зеркально отраженного свиста может привести к революционным открытиям в области геофизики и космической физики, помогая нам лучше понять динамику нашей планеты и её взаимодействие с космическим пространством.
Грозы – грандиозные и впечатляющие явления природы, сопровождающиеся мощными электрическими разрядами, известными нам как молнии. Эти феномены и сейчас продолжают преподносить исследователям сюрпризы.
Яна Савельева, специально для канала "Популярная наука"