Ученые выяснили, почему северное сияние иногда внезапно «взрывается»

«Предыдущие теории пытались объяснить то, как возникают отдельные части этих "взрывов" в активности северного сияния — то, как пересоединяются линии магнитного поля, как возникают потоки электрического тока и другие феномены. Когда их авторы пытались объединить все эти идеи, возникали противоречия. Оказалось, что нам было достаточно взглянуть на эти сияния издалека, чтобы понять, что на самом деле происходит», — заявил Юсуке Эбихара (Yusuke Ebihara) из Киотского университета (Япония).

Как заявил Эбихара, его научная группа уже долгое время пытается найти объяснение тому, почему северное сияние, обычно лишь слабо и достаточно спокойно освещающее небеса над полюсами и приполярными регионами Земли, иногда резко вспыхивает, буквально взрываясь, становясь на порядки ярче и затем исчезая.

Авторы статьи попытались раскрыть суть этого необычного северного феномена, который астрономы называют «распадом полярного сияния», используя компьютерную модель верхних слоев атмосферы Земли и ближайших к нам регионов космического пространства.

По словам Эбихары, полярные сияния являются продуктом взаимодействия магнитосферы Земли и солнечного ветра — потока плазмы и заряженных частиц, который Солнце испускает в космос. Эти частицы движутся вдоль силовых линий магнитного поля планеты, «ножки» которых находятся у полюсов Земли.

Благодаря подобному расположению силовых линий заряженные частицы, которые обычно не попадают в атмосферу благодаря этим линиям, свободно проникают в нее у полюсов, сталкиваясь с молекулами азота и кислорода, что и вызывает свечение, которое мы называем северным сиянием.

Наблюдая за этим процессом в компьютерной модели, Эбихара и его коллеги обнаружили, что эти частицы плазма солнечного ветра ведут себя крайне необычным образом в тот момент, когда линии магнитного поля Земли «разрываются» и заново соединяются в результате взаимодействия с магнитным полем Солнца, «отпечаток» которого несет в себе солнечный ветер.

Расчеты японских физиков показывают, что в этот момент плазма не просто ускоряется и вторгается в атмосферу, что является главным механизмом зарождения полярных сияний, но и особым образом «закручивается», что заставляет ее вырабатывать электрическое поле, которое заставляет молекулы в верхней атмосфере светиться ярче, чем обычно. Когда плазма теряет свой заряд, сияние тускнеет и возвращается к своей нормальной яркости, заключают ученые.