Гигантская брешь в магнитном поле Земли

Гигантская брешь в магнитном поле Земли

Пять космических летательных аппаратов THEMIS НАСА (National Aeronautics and Space Administration — Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства) обнаружили брешь в магнитном поле Земли, размеры которой в 10 раз превосходили реально предполагаемые. Солнечный ветер может хлынуть через это отверстие, чтобы «загрузить» магнитосферу сильными геомагнитными бурями.

Правда, сама по себе, пробоина не является такой уж большой неожиданностью. Исследователей гораздо в большей степени поразил странное и неожиданное направление образования этой пробоины, которое опровергает все устоявшиеся представления, бытующие в космической физике.

«Сначала я не поверил этому», — говорит ученый проекта THEMIS Дэвид Сибек (David Sibeck) из Центра космических полетов им. Годдарда. «Это открытие в корне меняет наше понимание взаимодействия солнечного ветра и магнитосферы.»

Магнитосфера является пузырем (сферой) магнетизма, который окружает Землю и защищает нас от солнечного ветра. Исследование этой сферы является ключевой целью миссии THEMIS, начатой в феврале 2007года. С большим открытием столкнулись уже 3 июня 2007 года, когда пять научно-исследовательских космических аппаратов, по счастливой случайности, пролетели через пробоину, как раз когда она и была открыта. Бортовые датчики зарегистрировали стремительный поток частиц солнечного ветра, непрерывно движущийся в магнитосферу, сигнализируя о явлении неожиданных размеров и важности.

«Отверстие было гигантским — в четыре раза шире, чем сама Земля,» говорит Венгуй Ли (Wenhui Li), космический физик университета Нью-Гемпшира (New Hampshire), который анализировал данные. Коллега Ли Джимми, Рейдер (Jimmy Raeder), который также из Нью-Гемпшира, констатирует «1027 частиц в секунду влетало в магнитосферу — это 1 с 27 нулями. Приток величиной указанного порядка намного превосходит ту величину, которая, по нашему мнению, была бы реально возможна.»

Событие началось с небольшого предостережения, когда добрый «гость» из солнечного ветра доставил связку магнитных полей с Солнца на Землю. Подобно осьминогу, который охватывает своими щупальцами раковину большого моллюска, солнечные магнитные поля сдавили магнитосферу со всех сторон и «раскололи» её таким образом, что она открылась. Растрескивание завершалось процессом, называемым «магнитное перезамыкание.» Высоко над полюсами Земли солнечное и земное магнитные поля соединялись (повторно замыкались), чтобы образовать каналы для солнечного ветра. Каналы над Арктикой и Антарктикой быстро увеличивались в объеме; в считанные минуты они перекрывались над экватором Земли, создавая огромнейшую магнитную брешь, самую большую из когда-либо зарегистрированных космическими летательными аппаратами, исследующими пространство вокруг Земли.

Размер бреши застиг исследователей врасплох. «Мы и раньше видели нечто подобное,» говорит Рейдер (Raeder), «но никогда таких огромных размеров. Весь день эта сторона магнитосферы была открыта для солнечного ветра.»

Обстоятельства оказались даже еще более потрясающими. Космические физики долгое время считали, что дыры в магнитосфере Земли открываются только как ответная реакция на солнечные магнитные поля, направленные на юг. Огромная брешь, зафиксированная в июне 2007 года, тем не менее, открылась как реакция в ответ на солнечное магнитное поле, направленное на север.

«Для непрофессионала это может выглядеть несущественным, но для космического физика такое сообщение равносильно землетрясению», — говорит Сибек (Sibeck). «Когда я сообщаю об этом своим коллегам, большинство из них реагирует со скептицизмом, как если бы я пытался убедить их в том, что солнце восходит на западе.»

Дальше объясняется, почему они не могут поверить своим собственным ушам: солнечный ветер давит на магнитосферу Земли почти прямо над экватором, откуда магнитное поле нашей планеты направляется на север. Предположим, что связка солнечного магнетизма присоединяется к магнитному полю Земли и направляется тоже на север. Два поля будут усиливать друг друга, укрепляя магнитную защиту Земли и «захлопывая» дверной замок на солнечном ветре. На языке космических физиков, солнечное магнитное поле, направленное на север, называется «северный IMF» *и это звучит, как синоним «полной защиты»!

«Итак, вы можете представить наше удивление, когда северный IMF присоединился к магнитному полю Земли, и вместо того, чтобы укрепить защиту, защитные силы вдруг уменьшились,» говорит Сибек (Sibeck). «Это полностью перевернуло «с ног на голову» наше понимание вещей.»

Явления северного IMF , в действительности, не инициируют геомагнитные бури, отмечает Рейдер (Raeder), но они подготавливают платформу для возникновения бурь, «загружая» магнитосферу плазмой. Загруженная магнитосфера, готова «разразиться» полярными сияниями, нарушениями в энергетических системах, и другими нарушениями, которые могут возникнуть, если, к примеру, произойдет CME (coronal mass ejection) — выброс коронального вещества.

Предстоящие годы могли бы стать особенно яркими, поясняет Рейдер (Raeder): «Мы входим в 24-летний цикл солнечной активности. По не совсем понятным причинам, CMEs (выбросы коронального вещества) в циклы с четным числом лет солнечной активности (как, например, 24) имеют тенденцию наносить удары по Земле с переднего фронта, а именно — с намагниченного севера. Такой CME (выброс коронального вещества) откроет брешь и загрузит магнитосферу плазмой еще до того, как начнется буря. Это идеальная последовательность для действительно важного явления.»

«Это могло бы вызвать гораздо более сильные геомагнитные бури, чем те, которые мы наблюдали в течение многих лет», — соглашается Сибек (Sibeck).

 

Переводчик: Дорохова Елена (Бюро переводов «Гольфстрим»)

Копирование перевода статьи, а также фотографических и иных материалов к ней, в целях размещения на иных сайтах в сети интернет, а также для издания и распространения в бумажном варианте, в том числе, но не исключая иного, в журналах, газетах, книгах и прочее, возможно только с разрешения ООО «Гольфстрим+», по согласованию с NASA.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все о космосе
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: