Недавно Одри Шиллингс представила интересный взгляд на то, как Земля теряет атмосферу и как на этот процесс влияет солнечный ветер. Свои мысли и выводы член Высшей школы космических технологий представила при защите докторской диссертации.
Ей удалось показать, как возрастает отток ионов кислорода при росте динамического давления звездного ветра, где просматривается направленность на юг межпланетного магнитного поля. Если говорить короче, то в период магнитных бурь отток ионов кислорода способен увеличиться в 100 раз. Модели указывают на то, что эти ионы выбираются из атмосферы нашей планеты и улетают в космос.
Данные Шиллингс получила от спутников ЕКА (4 космических корабля). Оказывается, ее выводы имеют довольно важное значение. Суть заключается в том, что самые верхние атмосферные слои Земли все время атакуются экстремальными Уф-лучами и энергетическими космическими частицами. В этом процессе электроны выбираются из атомов и молекул, после чего они становятся электрически заряженными ионами.
На такие ионы оказывают воздействие магнитные и электрически поля. Последние могут ускорять частицы настолько, что они высвобождаются от земной гравитации и выбираются в космическое пространство. На них влияет также солнечный ветер и земное магнитное поле, которое противостоит звездному ветру, формируя магнитосферу планеты.
«Атмосферный побег» изучают с 1960-х гг., но многие моменты долгое время оставались загадкой. Например, было сложно определить точную роль мощного магнитного поля по сравнению с «не намагниченными» мирами, вроде Венеры и Марса. Всегда считали, что именно магнитное поле защищает земную атмосферу от солнечного ветра и не позволяет этому слою «убегать».
Интересным казался и феномен магнитных бурь, управляемых солнечными процессами. Эти события приводят к прибытию мощного потока частиц и энергии к земной магнитосфере. Эти явления важны, потому что отображают условия древней Солнечной системы 4 млрд. лет назад.
Шиллингс заинтересовал один момент: Марс и Венера сейчас не теряют большую часть своей атмосферы, но что, если в прошлом все было иначе? Магнитные бури – нечастое явление, поэтому они вносят небольшой объем данных в общий информационный набор. Но земная магнитосфера огромная.
Поэтому автор исследования изначально попыталась разработать новый метод оценки изменения потока ионов в части магнитосферы, где находился измерительный аппарат. Оказалось, во время магнитных бурь поток ионов увеличивался в 100 раз.
Затем Шиллингс изучила то, как отток с Земли менялся в зависимости от особенностей солнечного ветра. Нечто подобное недавно рассмотрели и для Марса. Марсианская ситуация показала, что отток во время магнитных бурь был значительно меньшим, чем сейчас. И что это значит?
Подобные выводы заставляют сомневаться в том, что магнитное поле Земли служит защитой для атмосферы. Более того, кажется, чем сильнее магнитное поле, тем больше «убегает» атмосферы. Новое исследование позволит рассчитать, сколько атмосферного слоя теряет новообразованная планета при усилении оттоков ионов в период магнитных бурь. Возможно, именно магнитное поле позволяет распрощаться с атмосферой, а не сохранить ее. Но это еще предстоит выяснить.
Источник: https://phys.org/news/2019-11-magnetic-storms-window.html
