|
Тайны голубого полярного сияния в низких широтах
|
|
|
|
11 мая 2024 года вокруг японских островов Хонсю и Хоккайдо появились красочные полярные сияния, вызванные сильной магнитной бурей. Обычно полярные сияния, наблюдаемые в низких широтах, кажутся красными из-за излучения атомов кислорода. Но в этот день всю ночь наблюдалось лососево-розовое сияние, а незадолго до полуночи появилось необычно яркое сияние с преобладанием синего цвета. Это событие было запечатлено на видео со смартфонов и любительских фотографиях, что позволило ученым объединить общедоступные данные со своими собственными исследованиями и изучить это явление.
|
|
|
|
В новом исследовании ученые проанализировали видеозаписи и изображения полярного сияния с преобладанием синего цвета, чтобы оценить площадь явления, и подтвердили эти оценки с помощью спектрофотометров.
|
|
|
|
Исследование, опубликованное в журнале Earth, Planets and Space, было проведено под руководством Соты Нанджо, постдокторского исследователя из Шведского института космической физики в Швеции, и профессора Кадзуо Шиокавы из Института космических исследований окружающей среды Земли (ISEE) при Университете Нагои в Японии.
|
|
|
|
Исследование Нанджо и Шиокавы позволило впервые визуализировать пространственную структуру полярных сияний с преобладанием синего цвета во время шторма. Исследователи обнаружили, что полярные сияния имели продольные структуры, которые были выровнены с линиями магнитного поля, впервые они были обнаружены в низкоширотных полярных сияниях с преобладанием синего цвета.
|
|
|
|
|
|
|
Они также обнаружили, что полярное сияние простиралось примерно на 1200 км по долготе, состояло из трех отдельных структур и колебалось на высоте 400-900 км.
|
|
|
|
Открытия Нанджо и Шиокавы могут изменить наше представление о голубых полярных сияниях. Считается, что кольцевой поток, область заряженных частиц в форме бублика, окружающая Землю, является источником нейтральных по энергии атомов (ENAS), которые вызывают полярные сияния в низких широтах, включая красное сияние. Согласно этой модели, шторм, вероятно, привел в действие ENAS, создав красочное световое шоу.
|
|
|
|
Однако открытия группы нелегко объяснить с помощью этого механизма. Как объясняет Шиокава, "В этом исследовании в полярном сиянии с преобладанием синего цвета в продольном направлении была обнаружена структура протяженностью в несколько сотен километров, которую трудно интерпретировать только по активности ENA. Кроме того, ENAS вряд ли будут создавать полярные сияния, выровненные с линиями магнитного поля, как это наблюдалось в этом исследовании".
|
|
|
|
Другая возможность заключалась в том, что полярное сияние было вызвано резонансным рассеянием молекулярных ионов азота, вызванным солнечным излучением. Однако исследование группы предполагает, что имел место другой процесс, поскольку солнечный свет проникал только на 700 км, а не на 400 км, которые наблюдали исследователи.
|
|
|
|
Вместо этого их результаты могут указывать на интригующую возможность неопознанного процесса. "Наши результаты показывают, что молекулярные ионы азота, возможно, ускорялись вверх по какому-то механизму и были ответственны за формирование полярного сияния с преобладанием синего цвета", - сказал Шиокава.
|
|
|
|
"На сегодняшний день до конца не изучено, как молекулярные ионы азота с большой молекулярной массой могут существовать на таких больших высотах", - продолжил он. "Такие ионы не могут существовать длительное время из-за их большой массы и коротких временных интервалов диссоциации-рекомбинации, однако их можно наблюдать на больших высотах. Процесс окутан тайной".
|
|
|
|
В целом, неоднократные наблюдения за полярными сияниями с преобладанием синего цвета, такими как то, что наблюдалось в Японии, могут дать ключ к пониманию принципа, лежащего в основе того, как азот может быть обнаружен на этих высотах.
|
|
|
|
Поскольку процесс оттока молекулярных ионов азота в магнитосферу важен во всем, начиная с понимания геомагнитных бурь и радиационной обстановки в космосе, эти результаты могут помочь нам понять процессы, происходящие в сотнях километров над нами.
|
|
|
|
Источник
|
