Магнітні лінії сонячнНесподівано широкий пласт високоенергетичних заряджених частинок у земній магнітосфері виявили астрофізики з космічного центру Годдарда (Goddard Space Flight Center). Нові дані свідчать про те, що захист нашої планети від шкідливого к

Магнітні лінії сонячнНесподівано широкий пласт високоенергетичних заряджених частинок у земній магнітосфері виявили астрофізики з космічного центру Годдарда (Goddard Space Flight Center). Нові дані свідчать про те, що захист нашої планети від шкідливого к


Нагадаємо, що сонячний вітер (потоки іонізованих частинок, розігнані іноді до півтора мільйона кілометрів на годину) найчастіше проявляється на Землі у вигляді красивих полярних сяйв. У звичайний час планета захищена від нього своїм магнітним щитом (магнітосферою).

Той же самий сонячний вітер викликає магнітні бурі, впливає на роботу супутників, виводить з ладу електричні мережі на Землі, заважає космонавтам працювати у відкритому космосі, загрожуючи їх здоров'ю і навіть життю.

І ось тепер система супутників THEMIS (ми розповідали про неї в цьому матеріалі) виявила в зовнішньому шарі магнітосфери поступово розростається шар заряджених частинок шириною майже в 6,5 тисячі кілометрів.

«Якщо так триватиме, то в 2011-2012 роках (пік сонячного циклу) жителі планети випробують на собі найсильніші геомагнітні бурі, побачать найяскравіші полярні сяйва і зареєструють найсильніші хвилювання в радіаційному поясі Землі», - розповідає Девід Сайбек (David Sibeck), експерт NASa

Про це відкриття вчені розповіли на чергових зборах Американського геофізичного союзу (American Geophysical Union) у Сан-Франциско.

Звичайно, бувало всяке. Сонце вже не раз вирувало і сильніше, але якщо раніше нас захищала магнітосфера, то що ж буде цього разу? І що стало причиною утворення тих самих «протікань»?

Сонячний вітер весь час змінюється і тріпле магнітне поле Землі, як вітер прапор або флюгер.

Силові лінії магнітного поля нашої планети вирівнюються в різних напрямках над різними регіонами. Ближче до екватора (де сонячний вітер найсильніше «тисне» на магнітосферу) лінії спрямовані на північ.

Сонячний вітер володіє своїм власним полем, яке також постійно змінюється протягом 11-річного циклу сонячної активності.

Раніше вважалося, що коли вектори полів сонаправлені, а саме обидва «вказують» на північ, то це лише посилює захист Землі.

Даний висновок був зроблений на основі спостережень: коли лінії магнітного поля сонячного вітру спрямовані на південь, полярні сяйва яскравіші, зростає небезпека перебування у відкритому космосі без відповідного захисту.

«Вчені цілком логічно вважали, що найбільша кількість заряджених частинок потрапляють в земну магнітосферу, коли лінії магнітного поля сонячного вітру» вказують «на південь», - розповідає Сайбек в прес-релізі NASA.

Однак THEMIS показала, що це не так. Дані з системи супутників вказували на те, що «шар сонячних частинок» стає товщим, коли поля сонаправлені, каже дослідниця Маріт Ойросет (Marit & # 216; ieroset) з університету Каліфорнії в Берклі, яка вперше помітила цей ефект під час роботи з THEMIS.

У результаті подальших досліджень і розрахунків з'ясувалося, що вирівнювання ліній полів (в одному напрямку) дозволяє проходити через магнітний захист Землі до 20 разів більшій кількості заряджених частинок.

Щоб з'ясувати, який механізм цього процесу, астрофізики створили кілька комп'ютерних моделей, які зімітували процеси, що спостерігаються системою THEMIS.

Астрофізики припускають, що можливим винуватцем всього є спрямовані на північ силові магнітні лінії сонячного вітру, які з'єднуються з магнітосферою Землі, розповідає фізик Джиммі Раедер (Jimmy Raeder) з університету Нью-Гемпшира (University of New Hampshire), який приймав

У міру наближення такої лінії до нашої планети вона «падає» на полюси (а за нею і принесені заряджені частинки) і охоплює Землю, як восьминог свою жертву.

Це явище, відоме як магнітне перезамикання (magnetic reconnection), прориває в магнітосфері Землі гігантські проломи, дозволяючи плазмі увійти всередину (у високих широтах в обох півкулях з освітленого боку планети).

«Ми і раніше (за допомогою інших супутників) час від часу спостерігали на полюсах щось подібне, проте не надавали цьому належного значення», - розповідає Раєдер.

Втім, одного (нехай навіть і широкого) шару заряджених частинок все ж недостатньо для того, щоб створити значні геомагнітні бурі. ПоШтормові вітри на екзопланеті HD209458b, маса якого становить приблизно половину маси Юпітера, віддалений від зірки всього на 0,05 астрономічних одиниці (одна астрономічна одиниця відповідає відстані від Землі до Сонця), тому температура поверхні на зверненій до світила стороні досягає тисячі градусів за Цельсієм. Оскільки планета завжди «дивиться» на зірку однією стороною, температура на «холодній» половині набагато нижча. Сильний перепад температур повинен призводити до інтенсивних переміщень газів в атмосфері планети. HD209458b проходить по диску своєї зірки кожні 3,5 дня і закриває частину випромінювання світила на три години. Під час таких «зустрічей» частина світла, що йде від зірки, проходить крізь атмосферу планети, і певна фракція хвиль поглинається речовинами, що містяться в атмосфері. Аналізуючи випромінювання, астрономи можуть визначити, які саме речовини присутні на планеті, що вивчається. Більш того, завдяки ефекту Допплера, вчені можуть дізнатися, чи нерухомі атмосферні гази або переміщаються і навіть визначити швидкість їх руху. Якщо хвилі рухаються в бік спостерігача, їх частота зміститься в синю область спектра. У разі руху від спостерігача зміщення відбудеться в червону область. За допомогою спектрометра CRIRES, встановленого на Дуже великому телескопі (Very Large Telescope) в Чилі, вчені визначили, що в атмосфері HD209458b міститься багато монооксиду вуглецю - чадного газу, і що цей газ переміщується зі швидкістю від п'яти тисяч до десяти тисяч кілометрів на годину. Крім визначення інтенсивності руху монооксиду вуглецю дослідники змогли досить точно виміряти його концентрацію - виявилося, що в атмосфері HD209458b цього газу майже так само багато, як в атмосфері Юпітера або Сатурна. Ці дані можуть вказувати, що екзопланета формувалася за тим же механізмом, що і газові гіганти Сонячної системи. Зовсім недавно іншому колективу дослідників вдалося вперше безпосередньо виміряти спектр екзопланети. Вчені досліджували «гарячий Юпітер» HR 8799c, що звертається навколо зірки, віддаленої від Землі на 129 світлових років. ки що Земля і її мешканці насолоджуються періодом відносного спокою, хоча в магнітосфері триває накопичення запасу високоенергетичних частинок.

Найскладніший для планети період почнеться тоді, коли сонячна активність зросте і спрямовані тепер вже на південь лінії додадуть накопиченій плазмі додатковий заряд. Ось тоді астрофізики і очікують ефекту, схожого з вибухом газу, до якого не вчасно піднесли запалену сірник.