Ученые из Института космофизических исследований и аэрономии СО РАН и Института солнечно-земной физики СО РАН раскрыли механизмы загадочных космических «пульсаций», которые возникают в окрестностях Земли и влияют на нашу магнитосферу. В ходе масштабного исследования, объединившего данные спутников и наземных обсерваторий, специалисты отследили, как гигантские магнитные волны путешествуют из межпланетного пространства в самые ближние к Земле слои космоса.
Эти колебания, известные как Pi3-пульсации, с периодом около 30 минут, ведут себя как настоящие космические вихри. На высотах 76–79 градусов над Землей они движутся с дневной стороны на ночную со скоростью 3–9 км/с, одновременно смещаясь к полюсу со скоростью до 5 км/с. Уникальность исследования в том, что ученым впервые удалось не только зафиксировать эти процессы, но и построить точную карту эквивалентных токовых систем — гигантских вихрей электрических токов в ионосфере диаметром до 3500 км.
Анализ спектра колебаний выявил три различных компонента. Первая, с частотой 0.55 мГц, пришла прямо из солнечного ветра — потоков заряженных частиц, испускаемых Солнцем. Две другие, на частотах 0.82 и 0.96 мГц, оказались результатом резонансов магнитных силовых линий уже внутри земной магнитосферы. Это означает, что космическая «погода» вокруг Земли формируется как под влиянием внешних факторов, так и за счет внутренних процессов.
Особый интерес представляет поведение токовых вихрей, которые демонстрируют так называемый «береговой эффект» — их траектории повторяют очертания границ между морем и сушей на поверхности Земли. Это открытие подтверждает существование сложной связи между процессами в космосе и земной географией.
Спутниковые измерения дополнили картину: в солнечном ветре волны движутся со скоростью 186 км/с, что значительно медленнее самой среды, а в магнитосфере они ускоряются до 90–110 км/с. При этом направления распространения волн в космосе и на Земле оказались противоположными, что указывает на сложную динамику взаимодействия между различными слоями околоземного пространства.
Эти фундаментальные исследования помогают лучше понимать природу космической погоды, что имеет практическое значение для защиты спутников, систем навигации и энергетических сетей от воздействия магнитных бурь и других космических явлений.
Исследование опубликовано в журнале «Солнечно-земная физика»
