В ионосфере Земли впервые зарегистрировали ураган плазмы

Ученые описали его характеристики и механизм образования в статье в журнале Nature Communications.

Проанализировав данные спутников, ученые обнаружили, что 20 августа 2014 года в ионосфере над Северным полюсом появилось циклоноподобное полярное сияние диаметром более 1000 километров. Оно имело несколько рукавов и вращалось против часовой стрелки.

Космический ураган длился около восьми часов и постепенно утих, когда межпланетное магнитное поле повернуло в южном направлении. Исследователи создали трехмерное моделирование урагана, чтобы лучше его проанализировать.

Ураган демонстрирует сильный круговой горизонтальный поток плазмы с оползнями. Он имел глаз — центр с почти нулевыми потоками.

Интенсивные токи, направленные вверх, вызвали сильные «осадки» электронов. Вблизи центра такие электроны существенно ускорялись до энергии около 10 килоэлектронвольт, тогда как на краях эта цифра была в 10 раз меньше. Таким образом, этот ураган передал значительное количество энергии и импульса в ионосферу.

Ураган сформировался в результате магнитного пересоединения линий межпланетного магнитного поля и линий магнитного поля Земли. Явление появилось, когда плотность и скорость солнечного ветра были низкими, а межпланетное магнитное поле было направлено на север, хотя ранее считалось, что при таких условиях передача энергии солнечного ветра и плазмы в магнитосферу и ионосферу очень слабая.

Космический ураган открывает быстрый канал передачи энергии из космоса в ионосферу и термосферу, и, как ожидается, может приводить к важным космическим погодным эффектам, что в свою очередь влияет на работу спутников, радиосвязь и системы навигации.

Кроме того, вероятно, такие явления являются универсальными и могут происходить в других телах с магнитным полем во Вселенной (например, на планетах и ​​их спутниках).

Процесс также может иметь важное значение для взаимодействия межзвездных ветров и других планетных систем.

Перевод материала nauka.ua