Порой в ночной тьме возле полюсов небо пульсирует зеленым, фиолетовым и красным диффузным свечением. В отличие от типичных длинных линий сияний, эти пульсации уступают по яркости и выпадают не так часто. Ученые давно изучают сияния, основанные на солнечной активности, но детали механизма остаются загадкой.
Новое исследование, основанное на данных Истории Событий НАСА, а также миссий THEMIS и ERG (спутник Араси), постаралось изучить наиболее вероятные причины. Оказывается, все дело в волнах – ритмично пульсирующие частички, формирующие полярные сияния.
Земная магнитосфера защищает планету от высокоэнергетического излучения, создаваемого Солнцем и межзвездным пространством. Но наиболее мощные частички научились проскальзывать. Переносимая энергия сохраняется на ночной стороне магнитосферы, пока не освобождается субштормом. Потом электроны направляются в верхнюю атмосферу, где сталкиваются с другими частичками и создают свечение.
Пульсирующее сияние основывается на ином принципе. Магнитосфера – дом для разновидности плазменной волны, которую прозвали свистящей. Подобные волны обладают нарастающими тонами, напоминающими щебетание птиц, и способны эффективно нарушать электроны. Когда они появляются в магнитосфере, некоторые из рассеянных волной электронов погружаются в атмосферу, вызывая пульсирующие сияния.
Исследователи давно полагали, что этот механизм отвечает за пульсирующие полярные сияния, но до недавних пор не было окончательного подтверждения. С помощью наблюдений спутника ERG и телескопов миссии THEMIS ученые смогли выявить причину и следствие.
Такие волны наблюдали также на Юпитере и Сатурне. А значит земные процессы способны объяснить особенности сияний на планетах нашей системы и за ее пределами. Также результаты помогут понять, как плазменные волны влияют на электроны.