Нищо не предвещава космическа буря сутринта на 20 август 2014 г. - тиха е йоносферата на Земята. Слънчевият вятър е спокоен и вял, а ориентацията на магнитното поле на Слънцето е стабилна, което не подсказва влошаване на космическото време.

Но тогава, на десетки километри над Северния полюс, йоносферата внезапно яростно се развихря, предизвиквайки огромен космически ураган с ширина около 1000 километра - циклон от плазма, въртящ се над Земята в продължение на осем часа.

Феноменът е уловен в реално време от американски военни метеорологични спътници. Но едва наскоро бе разкрит в архивни данни от екип, ръководен от изследователи от Университета Шандун в Китай.

„Досега не бе сигурно дали космическите плазмени урагани изобщо съществуват, така че да се докаже това с такова поразително наблюдение е невероятно“, отбелязва съавторът Майк Локууд (Mike Lockwood) от Университета в Рединг в съобщение за пресата.

Екипът от учени от Китай, САЩ, Норвегия и Великобритания използва наблюдения, направени от четири спътника DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) и 3D моделиране на магнитосферата, за да създаде изображението. Техните констатации са публикувани в Nature Communications.

Повече от метафора

Името „космически ураган“ не е просто закачливо прозвище – физиката, която го е образувала, всъщност е аналогична на това как „нормалните“ урагани фокусират енергия в долната атмосфера. Подобно на техните атмосферни колеги, тази космическа буря е била предизвикана от област с ниско налягане, което довежда до бърза конвекция.

На Земята този конвективен процес се случва отдолу: топлината от океанските води задвижва изпарението и издигащия се въздух, изхвърляйки енергия в атмосферата, която се фокусира от нахлуващия вятър.

В космоса обаче тази конвективна енергия идва отгоре - благодарение на магнитните полета на Земята и Слънцето, които си взаимодействат.

Магнитното поле на Слънцето има вълнообразна структура, разпростирайки се в Слънчевата система, което означава, че може да бъде насочено на север или юг в зависимост от това къде се намира Земята в него. В този августовски ден през 2014 г. областта на магнитното поле на Слънцето около Земята се оказва насочена на север. Това означава, че не се свързва добре с магнитното поле на Земята, което също е насочено на север - силовите линии са склонни да се отблъскват, което обикновено води до спокойни космически метеорологични условия. Но тези условия понякога водят до петна полярно сияние близо до полюсите, където електроните валят надолу и електрическият ток тече нагоре, точно като конвекцията в сърцето на ураган.

Това накара заобикалящата плазма да започне да върти в посока обратна на часовниковата стрелка около централната точка на конвекция, образувайки „дъжд“ от електрони, които произвеждат спирални аврорални рамена около стабилно око. В основата на системата е магнитно поле с формата на тирбушон, което насочва магнитната енергия от космоса в йоносферата на Земята и това продължава осем часа, преди да се разсее.

Универсално явление

Въпреки че космическите урагани нямат същия вид смъртоносно въздействие като атмосферните си братовчеди, притокът на енергийни частици, които такива бури донасят в йоносферата, може да попречи на спътниците, дори да повлияе на орбитите им, създавайки повече съпротивление.

И тъй като тази конкретна буря се е появила по време на сравнително тих период на геомагнитна активност, изследователите смятат, че космическите урагани може да са дори по-чести, отколкото сме си мислили.

„Плазма и магнитни полета в атмосферата на планетите съществуват в цялата Вселена, така че откритието предполага, че космическите урагани трябва да са широко разпространено явление“, коментира Локууд.

Справка: Zhang, QH., Zhang, YL., Wang, C., Oksavik, K., Lyons, L., Lockwood, M., Yang, HG., Tang, BB., Moen, J., Wing, ZY., Ma, YZ., Wang, XY., Ning, YF., Xia, LD. (2021). ‘A space hurricane over the Earth’s polar ionosphere’. Nat Communications 12, 1207 (2021). Doi: 10.1038/s41467-021-21459-y

Източник: Space hurricane of plasma spotted above Earth’s North Pole, Аstronomy

Още по темата

03/05/2022

Космос

Сондата „Ал Амал“ откри на Марс нов тип трудно обяснимо полярно сияние

26/04/2022

Космос

Най-ранното известно свидетелство за полярно сияние, намерено в древнокитайска хроника

16/03/2022

Земята

Ярко полярно сияние изпълва небето на Шотландия със зелено след мощна геомагнитна буря

15/11/2020

Земята

Загадъчният "Стив" все по-малко прилича на полярно сияние