Ученые впервые обнаружили явление «обратного переключения» в магнитосфере Земли

Фото из открытых источников

Магнитосфера Земли представляет собой защитный покров, блокирующий заряженные частицы и космические лучи, испускаемые Солнцем. Четыре беспилотных космических аппарата, входящих в состав программы НАСА «Магнитосферная многомасштабная миссия» (MMS), потратили почти десять лет на изучение взаимодействия магнитосферы с магнитным полем Солнца. Теперь они обнаружили необычный зигзаг в нашей магнитосфере, называемый магнитным переключением, – первый случай, обнаруженный учёными вблизи Земли. Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research.

Исследованием руководила Эмили Макдугалл из Университета Нью-Гэмпшира. Исследование Макдугалл сосредоточено на явлении, называемом магнитным пересоединением, при котором соседние магнитные поля, например, Земли и Солнца, взаимодействуют и высвобождают огромное количество энергии. Это высвобождение энергии вдали от нашей планеты запускает процессы, которые вызывают явления на Земле, такие как впечатляющие полярные сияния. 

Обратные перегибы (Switchbacks) — это плазменные структуры в форме перегибов, образующиеся в результате пересоединения. Обратные перегибы ранее обнаруживались вблизи Солнца такими миссиями, как Parker Solar Probe, но не вблизи Земли.

Макдугалл обнаружила обратный поворот в магнитооболочке, слое сразу за магнитосферой, где течёт солнечный ветер, отклонённый магнитосферой. Обратная переориентация содержала высокоэнергетические электроны, которые, по-видимому, исходили из магнитного поля Земли, расположенного на южном конце, обращённом к Солнцу. 

Внутри этого «переключателя» земная плазма смешивалась с солнечной. Четыре зонда MMS смогли измерить вращение поля, скорости частиц внутри него и сравнить эти данные с существующими моделями турбулентности и пересоединения. 

Команда MMS намерена провести дополнительные миссии в этом районе, которые, как ожидается, позволят получить больше информации о том, как формируются перенапряжения и какие изменения энергетических условий их вызывают. Крупные пересоединения могут спровоцировать разрушительные геомагнитные бури, которые могут нарушить работу наземных энергосетей и радиосвязи. Они также могут представлять опасность для пилотируемых космических аппаратов и спутников на орбите Земли. 

Теперь, когда работа Макдугалла показала, что события пересоединения происходят в непосредственной близости от нашей планеты, изучать эти явления станет проще. Ранее исследования проводились с использованием зондов, расположенных гораздо ближе к Солнцу. Имея более доступные и актуальные данные испытаний ближе к Земле, учёные смогут точнее прогнозировать, какие события пересоединения достаточно масштабны, чтобы нарушить работу искусственных систем, а какие пройдут безвредно.