Магнитный щит Земли «колеблется» неравномерно: ученые рассказали, почему

Магнитный щит Земли защищает планету, но частицы и энергия Солнца все же могут проникать сквозь него. Вдоль внешней границы этого щита непрерывно движется поток солнечного вещества, вызывая возникновение волн в местах соприкосновения двух сред. Теперь ученые из Университета Оулу объяснили, почему в одних местах эти волны становятся сильнее, чем в других, сообщает SciTechDaily.

Область, которую создает магнитное поле Земли, называется магнитосферой, поток, который исходит от Солнца, - солнечным ветром. Их взаимодействие определяет космическую погоду. На планете она может проявляться в виде полярных сияний, магнитные бури могут нарушать работу спутников, систем позиционирования, радиосвязи и электросетей.

Пограничные волны называют волнами Кельвина — Гельмгольца. Подобные структуры иногда наблюдаются в облаках; схожие явления происходят в атмосфере Солнца, на границах магнитных полей других планет, а также в межзвездном пространстве. Однако в околоземном пространстве спутники крайне редко проходят через наиболее активные области, где возникают эти волны.

Ученые провели компьютерное моделирование, чтобы проследить процесс формирования таких волн.

«Эти выводы стали результатом длительного осмысления того, что я наблюдал. В 2020 году, будучи постдокторантом в NASA, я обратил внимание на необычные изображения магнитосферы, полученные в ходе моделирования. Позже я понял, что на них запечатлены волны Кельвина — Гельмгольца на границе магнитосферы, а различное поведение этих волн с разных сторон — проявление одного и того же явления», — заявил Лаури Холаппа из Университета Оулу.

Согласно результатам моделирования, неравномерный характер волновой активности объясняется тем, как магнитное поле солнечного ветра взаимодействует с магнитным полем Земли. Вместо того чтобы равномерно охватывать магнитосферу, поле солнечного ветра обволакивает ее асимметрично. Такое расположение поля может приводить к затуханию волн, но степень этого подавления варьируется в зависимости от участка, из-за чего в одних регионах волновая активность оказывается сильнее, чем в других.

«Асимметрии в волновых движениях на границе магнитного поля наблюдались и раньше, но теперь нам удалось показать, как именно они возникают», — говорит Холаппа.

Наиболее интенсивная активность была зафиксирована в зимнем полушарии — той части планеты, которая в данный момент обращена в сторону от Солнца. В пределах этого полушария направление магнитного поля солнечного ветра определяло, где именно концентрируются волны: на утренней или на вечерней стороне магнитосферы.

Недавно ученым удалось обнаружить неожиданную причину сверхсильной магнитной бури, которая накрыла Землю в мае 2024 года.