Земля окружена системой магнитных полей, известной как магнитосфера. Эта обширная система, напоминающая по форме комету, отклоняет заряженные частицы, идущие со стороны Солнца, экранируя нашу планету от губительных потоков космических частиц и солнечного ветра (потоков заряженных частиц, исходящих из верхней атмосферы Солнца), которые при отсутствии магнитосферы могли бы привести к разрушению атмосферы.
Несмотря на то, что в ходе предыдущих исследований было собрано значительное количество доказательств влияния солнечного ветра на магнитосферу Земли, однако влияние солнечных вспышек (то есть внезапных извержений электромагнитного излучения со стороны Солнца) до сих пор остается недостаточно изученным. Солнечные вспышки представляют собой мощные взрывы, которые могут длиться от нескольких минут до нескольких часов и обнаруживаются при наблюдениях в рентгеновском или оптическом диапазонах.
В новом исследовании группа под руководством Джинга Лю (Jing Liu) из Шаньдунского университета, Китай, провела анализ влияния солнечных вспышек на магнитосферу Земли. В этой работе сделан важный шаг на пути к более глубокому пониманию динамики геопространства. Геопространство, часть космоса, расположенная ближе всего к Земле, включает верхнюю часть атмосферы, ионосферу (то есть ионизированную часть атмосферы) и магнитосферу.
«Магнитосфера расположена над ионосферой и представляет собой полностью ионизированную область космоса, лежащую на высоте более 1000 километров над землей, — рассказал профессор Лю. – Эта область окружена космическим ветром, и на нее оказывают влияние магнитные поля Земли и солнечного ветра».
Магнитосфера обычно описывается как «защитный барьер», экранирующий Землю от потоков солнечного ветра и других частиц, однако несколько предыдущих исследований показали, что, когда магнитное поле солнечного ветра оказывается направленным противоположно полю солнечного ветра, магнитные линии этих двух полей могут «соединяться». В результате некоторая доля частиц солнечного ветра может напрямую проникнуть в пространство, окружающее Землю.
Используя численное моделирование и наблюдательные данные, Лю и коллеги смогли раскрыть влияние солнечных вспышек на динамику магнитосферы и электродинамическое взаимодействие между магнитосферой и ионосферой. В частности, они наблюдали резкий рост уровня фотоионизации полярной E-области ионосферы на высотах между 90 и 150 километров над поверхностью планеты, обусловленный солнечными вспышками. Это явление оказывало значительное влияние на геопространство, включая снижение уровня выделения джоулевой теплоты в верхних слоях атмосферы Земли, изменения структуры конвекции, протекающей в магнитосфере, и изменения в картине формирования полярных сияний, пояснили авторы.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение