Космотрясения: На небесах, как на земле
«Космотрясение» представляет собой грозные колебания земной магнитосферы, глобального магнитного поля планеты. Ярче всего оно проявляется на орбите, но эффекты его можно заметить и в атмосфере, и ниже, до самой поверхности.
«Сотрясения обнаруживаются и наземными станциями по всему миру — так же, как сейсмические волны от крупных землетрясений», — поясняет Василис Ангелопулос (Vassilis Angelopoulos), один из руководителей орбитальной миссии THEMIS, пятерки орбитальных аппаратов, изучающих магнитосферу Земли. Аналогия с землетрясениями вполне уместна, совокупная энергия «космотрясения» примерно равна энергии землетрясения магнитудой 5−6.
Еще в 2007 г. миссия THEMIS обнаружила события, непосредственно предшествующие «космотрясениям». Все начинается в «хвосте» магнитосферы, вытянутой под постоянным давлением мириадов быстрых и электрически заряженных частиц солнечного ветра. Этот «хвост» иногда становится очень вытянутым, в нем нарастает напряжение — и он резко выпрямляется, как слишком перетянутый резиновый жгут.
В магнитосфере образуются своего рода «бреши», оказавшиеся там частицы солнечного ветра уже не отклоняются действием магнитосферы, а устремляются прямиком к Земле (об этом процессе мы рассказывали в заметке «Солнечный ветер северный»). С тех пор аппараты THEMIS следили за подобными явлениями еще внимательней — и оказалось, что потоки плазмы солнечного ветра приводят к настоящим «космотрясениям».
Устремленные вниз, к Земле, частицы снова сталкиваются с магнитным полем Земли уже на высоте около 30 тыс. км, над экватором. Они отражаются туда и сюда, как скачущий на натянутой сетке мячик, вызывая колебания магнитного поля. Как и в случае с мячом, первый удар — самый мощный, а каждый следующий все более ослабевает, поскольку энергия передается колебаниям сетки (или в нашем случае — колебаниям магнитного поля).
Оказалось, что при этом образуются огромные — размерами примерно со всю Землю — воронки плазмы, вертящиеся на самой границе колеблющегося магнитного поля. «Когда поток плазматических частиц сталкивается со внутренней магнитосферой, — объясняет один из авторов работы Руми Накамура (Rumi Nakamura), — на его противоположных концах формируются и быстро исчезают воронки, вращающиеся в противоположных направлениях. Мы думаем, что они создают значительные течения электричества в околоземном пространстве».
Эти «космотрясения» и плазменные воронки вместе оказывают, видимо, довольно заметное влияние на саму Землю. Воронки могут «подталкивать» заряженные частицы, бомбардируя ими атмосферу планеты, зажигая полярные сияния и повышая ионизацию воздуха, что, в свою очередь, может вносить помехи в работу радиосвязи и систем спутниковой навигации.
По сообщению NASA