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

Череп «человека-дракона» обнаружили археологи в Китае

В Поднебесной археологи сделали необычную находку – человекообразный череп, который, вероятно, принадлежал «человеку-дракону», обитавшему на Земле почти 1 млн лет назад.

 
Основные наблюдательные характеристики колебаний в разных частях солнечных пятен описали ученые ИСЗФ СО РАН

Доктор физико-математических наук Николай Кобанов и кандидат физико-математических наук Андрей Челпанов из Института солнечно-земной физики СО РАН описали основные свойства колебаний, наблюдающихся в разных частях пятен на Солнце.

 
Древнейшим экспонатом выставки во Владивостоке стал артефакт из ИГУ

ИГУ представил на дальневосточной выставке археологический артефакт в виде скульптурного изображения головы лося.

 
Китайские ученые стали на шаг ближе к вечной жизни человеческого мозга

Группа ученых из КНР смогла определить, каким образом можно даровать мозгу вечную жизнь. Об этом сообщает Daily Mail.

 
Солнечная активность продолжает удивлять учёных

Иркутский астроном Сергей Язев сообщил, что 14 мая на Солнце произошли две сильнейшие вспышки: в их числе Х8.7, ставшая самой мощной в текущем цикле солнечной активности.

 

Владислав Толстов - книжный рецензент

Видеосюжеты
Сергей Шмидт: Срок