Магнитосфера Земли оказалась самым большим барабаном

Ученые доказали предложенную почти полвека назад теорию, согласно которой в магнитосфере Земли под действием солнечного ветра могут возникать возмущения, похожие на колебания мембраны барабана. Получается, что всю планету окружает огромный барабан, натяжение в мембране которого создается магнитным полем. Результаты опубликованы в журнале Nature Communications.

При ударе по мембране барабана по ней начинают двигаться поверхностные волны. Эти возмущения могут интерферировать с собственными отраженными от границ мембраны с образованием стоячих волн. В зависимости от параметров удара формируются разные конфигурации стоячих волн, которые и создают звук барабана. Эти конфигурации и соответствующие им частоты однозначно определяются формой внешней границы мембраны.

Внешняя граница магнитосферы Земли — магнитопауза — по свойствам во многом похожа на эластичную мембрану: она может увеличиваться и сжиматься под влиянием солнечного ветра, причем эти возмущения могут распространяться по ней в виде волн. Обычно физики рассматривают движение таких волн по бокам планеты в сторону хвоста магнитосферы, однако теоретически они могут двигаться и к полюсам. Если сравнить магнитосферу с барабаном, то полюса будут играть роль жестких точек прикрепления, от которых волны могут отражаться, формируя колебания подобно музыкальному инструменту. Впервые такую возможность ученые рассмотрели 45 лет назад, но подобный анализ опирается на большое количество предположений, которые вместе с отсутствием непосредственных наблюдений не позволяли сделать окончательные вывод о наличии или отсутствии таких мод в реальной магнитосфере.

В новой работе ученым удалось собрать достаточно наблюдательных данных для подтверждения формирования колебаний как у мембраны барабана. Этого удалось достичь благодаря миссии NASA THEMIS, состоящей из пяти одинаковых аппаратов, вращающихся вокруг Земли около магнитопаузы. Собранные спутниками во время выпадения потока энергичных частиц из космоса данные практически идеально соответствовали теории, созданной авторами. Теперь ученые намерены изучить, насколько часто подобные возмущения возникают около Земли, а также могут ли они образовываться в магнитосферах других планет.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.