Существование дрейфово-компрессионных волн в магнитосфере Земли, ранее предсказанных только в теории, доказали ученые ИСЗФ СО РАН

ИА БайкалИнформ   
22.04.2024 23:36

Ученые Института солнечно-земной физики СО РАН совместно с коллегами из нескольких университетов Японии доказали существование дрейфово-компрессионных волн в магнитосфере Земли, ранее предсказанных только в теории.

Статья «Direct evidence of drift-compressional wave generation in the Earth’s magnetosphere detected by Arase», посвященная этому открытию, опубликована в журнале Geophysical Research Letters. Со стороны ИСЗФ среди авторов сотрудники Лаборатории волновых процессов в космической плазме.

Как пояснил один из авторов статьи Александр Рубцов, изучение мелкомасштабных и очень динамичных процессов в околоземном пространстве требует использования более точных и сложных физических моделей, создаваемых с использованием кинетической теории. Она оперирует не макроскопическими параметрами, а функцией распределения частиц по энергиям. В рамках этого подхода была предсказана возможность существования в магнитосфере дрейфово-компрессионных волн – колебаний величины магнитного поля Земли, вызванных периодическими изменениями электрического тока, окружающего нашу планету. Теоретическое описание этих волн активно разрабатывали и ученые ИСЗФ.

Последние 20 лет исследователи приводили аргументы в пользу интерпретации наблюдаемых колебаний магнитного поля с помощью данной теории, однако окончательных доказательств не было – не хватало экспериментальных данных. Окончательно выяснить, могут ли дрейфово-компрессионные волны возбуждаться в магнитосфере, оказалось возможным только после обработки данных новых научных спутников, запущенных несколько лет назад.

– Получается, что до последнего времени существование в магнитосфере Земли дрейфово-компрессионных волн было предсказано только в теории, однако на практике увидеть, как и через какое взаимодействие с заряженными частицами происходит возбуждение этого вида волн, не удавалось, – отметил Александр Рубцов. – В работе мы рассмотрели наблюдение такой волны японским спутником Arase, который оборудован множеством точных научных инструментов, позволяющих проследить все детали процесса возбуждения волны и ее развитие. В результате мы доказали правильность теории дрейфово-компрессионных волн, которая основывалась на кинетическом подходе, тогда как иные объяснения наблюдаемых процессов оказались несостоятельны. Таким образом, мы получили более полное представление о динамике плазмы в магнитосфере, ведь возбуждение волны связано именно с состоянием плазмы в околоземном космическом пространстве во время магнитных бурь и суббурь.

Этот результат был получен благодаря слаженной работе российских теоретиков и японских экспериментаторов. Авторы статьи смогли объединить наблюдательные данные и теорию, разработанную в ИСЗФ для дрейфово-компрессионных волн: проведенное моделирование показало практически полное совпадение с наблюдаемыми параметрами волны. Полученные выводы приблизили ученых к пониманию процессов, которые формируют постоянно меняющиеся условия в околоземной плазме и влияют на космические аппараты в космосе.

Новости науки

Пока лишь теоретически: HAARP — самое разрушительное оружие на планете

Умелый запуск радиоволн осуществляет ионосферный комплекс HAARP. В результате активируются землетрясения и иные природные катаклизмы, подчеркнули ученые.

 
Представлены теоретические доказательства возможности путешествий во времени

Исследователи из Университета Квинсленда, используя математические методы, представили доказательства, подтверждающие теоретическую возможность перемещения во времени.

 
В 2024 году на Байкале насчитали более 13 тысяч нерп

Фонды «Озеро Байкал» и «Мир Вокруг Тебя» подвели итоги экспедиции 2024 года по изучению байкальской нерпы. Оказалось, в минувшем году на озере насчитывалось 13,3 тысячи этих эндемичных животных.

 
В Китае найден древний скелет с ярко-красными зубами

В Китае археологи обнаружили древнее захоронение, в котором находился скелет с ярко-красным оскалом. Это первый известный случай окраски зубов киноварью.

 
Лето-2025 может стать самым теплым в истории

К сожалению, причина тут невеселая: рост концентрации парниковых газов.

 

Леонид Корытный - о проблемах Байкала

Видеосюжеты
Сергей Шмидт: Срок