Исследователи из Гонконгского и Калифорнийского университетов обнаружили, что главным «ускорителем» заряженных частиц, вызывающих полярные сияния, являются альвеновские волны. Это решает давнюю загадку о том, что именно создаёт электрические поля, которые разгоняют частицы в атмосфере Земли.
Как рождается сияние?
Полярное сияние возникает, когда заряженные частицы солнечного ветра (в основном электроны и протоны) сталкиваются с атомами газов в верхних слоях атмосферы (выше 100 км), заставляя их светиться. Но для этого частицам нужна дополнительная энергия.
Что обнаружили учёные?
Анализ данных спутников показал, что эту энергию частицы получают от альвеновских волн — особых колебаний, распространяющихся вдоль линий магнитного поля Земли. Эти волны действуют как естественный ускоритель:
- Они непрерывно «подкачивают» энергию в зону полярных сияний.
- Поддерживают электрические поля, которые и разгоняют частицы.
- Без них эти поля быстро рассеялись бы, и сияние не было бы таким ярким и устойчивым.
Почему это открытие важно?
- Объясняет фундаментальный механизм — теперь понятно, что «запускает» электрические поля, ускоряющие частицы.
- Универсальная модель — открытие применимо не только к Земле, но и к другим планетам с магнитным полем (Юпитер, Сатурн и даже экзопланеты).
- Помогает изучать космическую погоду — процессы, связанные с альвеновскими волнами, влияют на магнитные бури, которые могут нарушать работу спутников и энергосистем.
Таким образом, разгадан ключевой механизм одного из самых красивых и загадочных явлений природы, связывающий Солнце, магнитное поле Земли и наше небо.