Экология Ученым, возможно, удалось раскрыть старую загадку о поведении энергетических частиц, которые вызывают удивительное по красоте полярное сияние.
Электроны, которые отвечают за сияние, также известное как северное и южное полярное сияние, скорее всего, разгоняются до невероятной скорости в активной области магнитосферы Земли, согласно новым исследованиям. Эта область в тысячу раз больше, чем считали ученые, поэтому ее объем позволяет генерировать множество суперскоростных электронов.
"Мы считали, что эта область достаточно мала, - говорит автор исследований Ян Егедал (Jan Egedal) из Технологического института Массачусетса. – Однако оказалось, что эта область очень большая и в ней может ускоряться множество электронов".
Егедал и его коллеги проанализировали данные, собранные космическими аппаратами Европейского космического агентства. Они также использовали симуляторы с помощью американского суперкомпьютера Kraken. Этот компьютер имеет 112 тысяч процессоров, которые работают параллельно. Команда ученых использовала 25 тысяч процессов в течение 11 дней, которые помогли проследить за движением 180 миллиардов имитированных частиц в космосе для того, чтобы понять, как в реальности движутся частицы, создающие сияние.
Ученые выяснили, что эти электроны, скорее всего, должны двигаться с очень большими скоростями в магнитном хвосте - части защитной магнитосферы Земли, которая простирается далеко в космос благодаря солнечному ветру.
Солнечный ветер – поток заряженных частиц, двигающихся от солнца на скорости сотен километров в секунду – вытягивает линии магнитных полей нашей планеты, подобно тому, как растягивается резиновая лента, сказал Егедал. Когда линии параллельных полей снова соединяются, высвобождается энергия, подобная той, что появляется, если отпустить натянутую резинку. В результате. электроны двигаются в сторону нашей планеты на фантастических скоростях.
Когда эти быстрые электроны ударяются о молекулы верхней части атмосферы Земли, происходят такие феномены, как северное и южное сияние. Некоторые физики рассматривали эту первоначальную теорию об электронах, вызывающих сияния, как маловероятную, потому, что считали, что область активного магнитного хвоста недостаточно велика, чтобы в ней образовалось такое огромное количество электронов, которые бы сталкивались с атмосферой Земли.
Егедал и его команда исследователей доказали, что эта область намного больше, чем предполагалось ранее.
Помимо того, что эти электроны способны создавать удивительное по красоте сияние в высоких широтах планеты, они также могут повреждать и даже разрушать космические аппараты. Поэтому понимание поведения этих частиц, поможет ученым лучше защитить свои космические корабли и аппараты.
