Ново изследване на "космическите вълни" може да доведе до по-точни прогнози за космическото време и до по-безопасна навигация за спътниците, които се движат през радиационните пояси.

Последните открития на група изследователи от Университета по аеронавтика "Ембри-Ридъл", публикувани в списание Nature Communications, показват, че колебанията в магнитния наклон на Земята, който се променя сезонно и ежедневно и е ориентиран към или встрани от Слънцето, могат да предизвикат промени в космическите вълни с голяма дължина на вълната.

Тези накъдрени вълни, известни като вълни на Келвин-Хелмхолц, се появяват на границата между слънчевия вятър и магнитния щит на Земята. Вълните се случват много по-често през пролетния и есенния сезон, съобщават изследователите, докато през лятото и зимата активността на вълните е слаба.

Тъй като плазмата или слънчевият вятър идва от Слънцето със скорост до 400 км в час, той изтласква енергия, маса и импулс към магнитния щит на планетата. Той също така предизвиква космически вълни.

Тази илюстрация показва как вълните на нестабилност на Келвин-Хелмхолц в магнитната опашка на Земята могат да се разпространяват във времето и пространството. Кредит: Quanqi Shi

Бързо движещият се слънчев вятър не може да премине директно през магнитния щит на Земята, така че той връхлита покрай магнитосферата, задвижвайки вълни на Келвин-Хелмхолц с масивни върхове с височина до 15 000 км и дължина до 40 000 км.

Безопасност на астронавтите и сателитна комуникация

"Чрез тези вълни частиците от плазмата на слънчевия вятър могат да се разпространят в магнитосферата, което води до вариации в потоците от енергийни частици в радиационния пояс - райони на опасна радиация - които могат да повлияят на безопасността на астронавтите и сателитните комуникации", обяснява д-р Шива Кавоси (Shiva Kavosi), научен сътрудник в Университета по аеронавтика "Ембри-Ридъл" и първи автор на статията. "На земята тези събития могат да окажат влияние върху електропреносните мрежи и системите за глобално позициониране."

Описването на свойствата на космическите вълни и механизмите, които предизвикват тяхното усилване, е от ключово значение за разбирането и прогнозирането на космическото време.

"Космическите метеорологични явления представляват нарастваща заплаха, но в много случаи не разбираме какво точно ги контролира. Всеки напредък, който можем да постигнем в разбирането на механизмите, които стоят зад смущенията в космическото време, ще подобри способността ни да предоставяме прогнози и предупреждения", отбеляза Кавоси

Опитвайки се да разберат причините за сезонните и дневните колебания на геомагнитната активност, изследователите в областта са изложили няколко различни хипотези. Например ефектът на Ръсел-Макферон (R-M), описан за първи път през 1973 г., обяснява защо полярните сияния са по-чести и по-ярки през пролетта и есента, като се основава на взаимодействието на земния диполен наклон и малко магнитно поле в близост до екватора на Слънцето.

"Все още не разполагаме с всички отговори", коментира д-р Катарина Нюкири (Katariina Nykyri), професор по физика и заместник-директор на Центъра за космически и атмосферни изследвания в "Ембри-Ридъл", "но нашата статия показва, че R-M ефектът не е единственото обяснение за сезонните колебания на геомагнитната активност. Събитията, предизвикани от равноденствието, основани на диполния наклон на Земята, и R-M ефектът могат да действат едновременно."

В бъдеще, допълва Нюкири, съзвездията от космически апарати в слънчевия вятър и магнитосферата биха могли по-пълно да обяснят сложната, многомащабна физика на явленията на космическото време. "Такава система би позволила напреднали предупреждения за космическото време, които да информират операторите на изстрелването на ракети и на електрическите мрежи", обяснява тя.

Справка: “Seasonal and diurnal variations of Kelvin-Helmholtz Instability at terrestrial magnetopause” by S. Kavosi, J. Raeder, J. R. Johnson, K. Nykyri and C. J. Farrugia, 4 May 2023, Nature Communications.
DOI: 10.1038/s41467-023-37485-x

Източник: “Space Waves” – The Key to Understanding Space Weather?, Embry-Riddle Aeronautical University

Още по темата

04/04/2023

Земята

Рядка кървавочервена дъга от светлина над Дания. Но не е полярно сияние

24/01/2023

Земята

Вътрешното ядро ​​на Земята обръща въртенето си, твърдят изследователи

13/12/2022

Космос

НАСА тества сегмент от слънчевото платно на мисията си "Слънчев крайцер"

30/11/2022

Земята

Слънчева буря, идваща от подобна на каньон дупка, може да удари Земята още на 1 декември