Учёные выяснили, почему полярные сияния Земли отличаются на севере и юге

Полярное сияние – это свечение верхних слоёв атмосфер планет, у которых имеется магнитосфера, под действием заряженных частиц, исходящих от Солнца.

Иллюстрация Global Look Press.

Полярные сияния раскрашивают небо вблизи полюсов, когда Солнце становится особенно активным и выбрасывает в пространство вокруг себя много заряженных частиц (специалисты именуют их солнечным ветром).

Собственно, полярное сияние – это свечение верхних слоёв атмосфер планет, обладающих магнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.

Ранее учёные считали, что столь великолепные явления в северном и южном полушарии, за которыми охотятся фотографы всего мира, одинаковы.

Почему? Дело в том, что магнитные полюса планеты соединены линиями магнитного поля, а полярные сияния, как уже отмечалось выше, порождаются потоком заряженных частиц, двигающихся вдоль этих линий. И поскольку заряженные частицы следуют по этим линиям поля (только в разные стороны), было бы разумно предположить, что полярные сияния являются фактически зеркальным отображением друг друга.

Но, к удивлению многих специалистов, это оказалось совсем не так. Исследование 2009 года показало, что северное и южное полярные сияния существенно отличаются друг от друга (как говорят учёные, они имеют асимметрию).

С тех пор исследователи пытались разобраться в причинах такого несоответствия. Недавно же команда учёных опубликовала в издании Journal of Geophysical Research: Space Physics работу, в которой они приводят своё объяснение данному феномену.

Поясним, что так называемый "магнитный хвост" Земли возникает благодаря взаимодействию между нашей планетой и Солнцем. Солнечный ветер (тот самый поток заряженных частиц, исходящих от нашего светила) сжимает магнитное поле Земли на дневной стороне нашей планеты, обращённой к Солнцу, и растягивает на ночной стороне, обращённой от светила. В итоге магнитное поле Земли, генерируемое внутриземными источниками, становится не сферическим, а принимает вытянутую форму и приобретает "хвост".

Условные линии магнитного поля при этом ломаются и изменяют свою форму (подобное явление называется перезамыканием, или пересоединением).

Ранее считалось, что именно изменения, возникающие в "магнитном хвосте", и являются причиной отличия северного и южного полярных сияний. Но всё оказалось совсем не так.

Исследователи сравнили наблюдательные данные северного и южного полярных сияния, которые регистрировались в одно и то же время, в дальней инфракрасной области спектра и выявили различия (ту самую асимметрию).

Затем они изучили данные о переподключениях в "магнитном хвосте" Земли.

Когда же они сравнили два набора измерений, то очень удивились: оказалось, что пересоединения не увеличивали асимметрию полярных сияний, а уменьшали её.

В пресс-релизе работы поясняется, когда солнечное магнитное поле достигает окрестностей Земли (оно при этом выровнено относительно направления восток-запад), оно по-разному взаимодействует с магнитным полем Земли на севере и на юге.

Это приводит к асимметричной нагрузке на магнитное поле Земли, в итоге на ночной стороне магнитное поле меняет наклон. Это и объясняет, почему иногда полярное сияние отличается по форме и встречается в разных местах в двух полярных регионах.

Таким образом открытие противоречит предыдущим теориям об асимметрии, которые предполагали, что она вызвана разрывом и пересоединением линий магнитного поля в "магнитном хвосте" Земли.

Что интересно, понимание природы самих полярных сияний в общем-то не столь важно, поскольку это лишь "симптомы" того, как Солнце влияет на Землю при помощи различных явлений (астрономы называют их космической погодой).

Между тем космическая погода способна мешать работе навигационных и коммуникационных спутников и даже вывести из строя энергосистемы. И новое открытие не только объясняет, почему северное и южное полярное сияния выглядят по-разному, но также помогает учёным лучше понять взаимодействие между Землёй и Солнцем.

Добавим, что ранее учёные выяснили и другие факты о полярном сиянии. Как оказалось, оно обладает звучанием.

Кроме того, финским учёным впервые в мире удалось услышать и записать "голос" северного сияния.