Как новый тип электромагнитных волн переносит энергию молний в космос

Ученые из Университета Аляски в Фэрбенксе (UAF) открыли новый тип электромагнитных волн, который они назвали «зеркально отраженный свистящий атмосферик».

Свистящие атмосферики (вистлеры) — это низкочастотные электромагнитные волны, которые распространяются в ионосфере Земли и сопровождаются характерным свистящим звуком. Они возникают из-за взаимодействия радиоволн, вызванных грозовыми разрядами, с заряженными частицами.

Ранее считалось, что энергия молний, попадающая в ионосферу на низких широтах, остается «запертой» там и не достигает радиационных поясов планеты. Однако новое исследование полностью опровергает это предположение. Зеркально отраженные вистлеры переносят энергию в магнитосферу (на высоту около 20 тыс. километров) — важнейшую область околоземного космического пространства.

Профессор Викас Сонвалкар подчеркнул значимость этого открытия: «Наше общество зависит от космических технологий. Современные системы связи и навигации, спутники и космические корабли с астронавтами на борту сталкиваются с вредными энергочастицами радиационных поясов, которые могут повредить электронику и вызвать рак. Понимание этих процессов, включая те, что возникают в результате земных молний, крайне важно для деятельности человека в космосе».

Зеркально отраженные свистящие атмосферики отличаются от магнитосферно-отраженных тем, что энергия молнии отражается вверх нижней границей ионосферы в противоположном полушарии.

Исследователи использовали архивные данные о плазменных волнах, собранные зондами NASA Van Allen, а также информацию из Всемирной сети обнаружения молний (GLD360). На основе этих данных они разработали модель распространения волн, которая показала, что с учетом зеркально-отраженных свистящих атмосфериков количество энергии, достигающей магнитосферы, удваивается. Учитывая, что большинство молний происходит в тропических и субтропических регионах, это открытие имеет огромное значение для понимания динамики магнитосферы Земли.

Работа ученых продолжает линию исследований влияния вистлеров, порождаемых молниями, на физику радиационных поясов. Эта область науки активно продвигается с 1950-х годов.