Ученые объяснили, почему северное сияние иногда "взрывается"

Японские физики раскрыли загадку необычного феномена – внезапного увеличения в яркости северного сияния, свидетелями чего часто становятся жители приполярья. Виновником оказались плазменные вихри в околоземном космическом пространстве, говорится в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research.

"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, достаточно взглянуть на эти сияния издалека, чтобы понять, что на самом деле происходит", – заявил Юсуке Эбихара 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.