16.09.2021, 18:27
В последние несколько десятилетий астрономы-любители и мастера природных фотографий чаще стали замечать необычные формы полярных сияний и прочих атмосферных феноменов, которые сопровождались яркими вспышками в небе на высоте в 110–120 км от поверхности Земли. Ярким примером этого служат необычные фиолетовые «мосты» в небе Арктики (STEVE), открытые канадскими любителями природы в 2016 году. И теперь ученые могут объяснить, почему это происходит.
Периодически ученые, фотографы и случайные наблюдатели замечают в небе загадочные свечения разных цветов. Исследователи объясняют, что может быть причиной этих явлений
Такие необычные 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, в 2019 году американские и канадские физики выяснили, что STEVE возникают в результате осаждения в ионосферу Земли электронов, потерявших значительную часть своей энергии в магнитосфере.
Исследователи из НИУ 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.
«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 прошлом десятилетии российские исследователи предположили, что это явление может быть связано с пылью, которая попадает в ионосферу в результате разрушения микрометеоритов и других объектов, падающих на Землю из космического пространства. Это приводит к появлению пылевой плазмы, внутри которой могут происходить различные физические процессы, порождающие 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 появлении 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. Из-за этого возникает видимое свечение, которое человек может увидеть 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.
