Исследователи выяснили, что источником загадочных зеленых вспышек, которые возникают в атмосфере на высоте в 110-120 км от поверхности Земли, служат столкновения пыли и нейтральных частиц в ионосфере Земли.
© Roman Krochuk/Shutterstock/FOTODOM
«Результаты наших расчетов важны для объяснения и описания природных явлений в ионосфере и атмосфере Земли, в частности, распространения электромагнитных волн на высотах от 90 до 120 километров. Планируется продолжение исследований эффекта модуляционного возбуждения неоднородностей в ионосфере, возникающих при работе таких установок как HAARP или EISCAT», – рассказал один из авторов работы, профессор НИУ ВШЭ Сергей Попель.
В последние несколько десятилетий астрономы-любители и мастера природных фотографий открыли сразу несколько ранее неизвестных форм полярных сияний и прочих атмосферных феноменов, сопровождающихся появлением вспышек в небе на большой высоте от поверхности Земли. Ярким примером этого служат необычные фиолетовые «мосты» в небе Арктики (STEVE), открытые канадскими любителями природы в 2016 году.
Подобные явления часто привлекают внимание ученых, которые пытаются объяснить их природу, а также выяснить их возможную роль в различных атмосферных процессах и взаимодействиях Земли с космическим пространством. Например, два года назад физики выяснили, что STEVE возникают в результате столкновения потоков ионов в верхних слоях атмосферы Земли.
Поппель и его коллеги из ВШЭ, Института космических исследований РАН и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, нашли объяснение другому необычному атмосферному явлению – зеленому свечению, которое периодически возникает на высоте в 100-120 километров от поверхности планеты.
В прошлом десятилетии российские исследователи открыли свидетельства того, что это явление может быть связано с пылью, которая попадает в ионосфере в результате разрушения микрометеоритов и других объектов, падающих на Землю из космического пространства. Это приводит к появлению пылевой плазмы, различные физические процессы внутри которой могут порождать вспышки света.
В своей новой работе ученые просчитали, как происходят различные взаимодействия между разными типами частиц, которые присутствуют на данной высоте и могут проникать в облака пылевой плазмы. Оказалось, что ключевую роль в рождении и усилении зеленого свечения играют не столкновения заряженных частиц и пыли, а взаимодействия между нейтральными атомами и частицами метеоритов.
Их столкновения приводят к формированию звуковых волн и вихрей, которые особым образом воздействуют на плазму и заставляют ее частицы нагреваться и вступать в химические реакции. Это приводит к формированию хорошо видимого свечения, наиболее заметного для человека в сине-зеленой части спектра видимого излучения.
Схожие процессы, как предполагают ученые, могут происходить в хвосте метеоритов при их пролете через плотные слои атмосферы Земли, а также при работе различных научных установок, подобных американской HAARP и европейской EISCAT, чьи излучатели нагревают атмосферу на высоте в 110-120 км. Эти процессы могут порождать различные низкочастотные формы радиопомех, которые часто фиксируются радиолюбителями и учеными во время метеоритных дождей, подытожили исследователи.
Статья опубликована в журнале Physics of Plasmas
Источник: ИТАР-ТАСС
