Японский космический корабль Arase (ранее называвшийся ERG) наблюдал за волнами хора и рассеянными электронами в магнитосфере Земли - источнике пульсационных сияний. Рассеянные электроны выпадают в атмосферу, что приводит к авроральному освещению.
(Изображение: © ERG Science Team)
Новое исследование обнаружило, что происхождение интенсивных мерцающих проявлений света высоко в атмосфере Земли теперь выявляется после десятилетней охоты.
Подобные сияния могут происходить высоко над Юпитером и Сатурном, считают ученые, стоящие за новым исследованием.
Яркие световые представления, известные как северное и южное сияние, также называемые полярными сияниями, так же разнообразны по своей природе, как и цвета, которые они отображают на небе. Самые знакомые виды, известные как дискретные полярные сияния, славятся мерцающими лентами и растяжками цвета. Напротив, пульсирующие сияния - это гигантские мигающие блики. [Гид Авроры: как работает северное сияние (инфографика)]
Полярные сияния возникают, когда потоки высокоскоростных частиц от Солнца, которые все вместе называют солнечным ветром, врезаются в магнитосферу Земли, оболочку электрически заряженных частиц, захваченных магнитным полем планеты. В то время как отдельные сияния возникают в нескольких тысячах миль над поверхностью Земли, пульсирующие сияния возникают примерно в 10 раз дальше.
Предыдущие исследования показали, что пульсирующие полярные сияния были вызваны электромагнитными колебаниями, известными как волны хора, которые возникают в магнитосфере на экваторе. Идея заключалась в том, что хоровые волны посылают электроны в магнитосфере, несущиеся вдоль линий магнитного поля планеты в верхние слои атмосферы Земли, генерируя свет, когда они сталкиваются с молекулами воздуха.
Однако в течение десятилетий ученые не могли собрать достаточно чувствительные наземные и космические наблюдения, чтобы выстроиться в нужное время и в нужном месте, чтобы доказать эту модель. Теперь исследователи наконец собрали прямые доказательства цепочки событий за пульсирующими сияниями.
Ученые проанализировали данные с космического корабля Arase, который был запущен Японским агентством аэрокосмических исследований в конце 2016 года. Этот спутник мог как обнаруживать волны хора, так и исследовать их влияние на электроны магнитосферы в узком окне вокруг линии магнитного поля.
Исследователи также определили, где линия магнитного поля, которую исследовал космический аппарат Arase, вступила в контакт с Землей. Они искали любые пульсирующие полярные сияния, совпадающие с электронной активностью, вызванной волнами хора.
В 2017 году ученые определили полярное сияние в центральной Канаде, которое, по-видимому, было сформировано магнитосферными электронами, рассеянными волнами хора.
«Результаты наблюдений, как правило, очень сложны, и тесты теоретических предсказаний часто приводят к неоднозначным результатам, чего здесь не было», - сказал ведущий автор исследования Сатоши Касахара, физик космоса и планет в Токийском университете.
Исследователи отметили, что подобная активность может происходить в полярных сияниях Юпитера и Сатурна, где перед началом работы обнаружены волны хора. «Приложение для других планет будет захватывающим», - сказал Касахара Space.com.
Исследователи подробно изложили свои выводы онлайн сегодня (14 февраля) в журнале Nature.
