В атмосфере Земли впервые наблюдали сверхзвуковые потоки плазмы

Сверхзвуковые скорости и температура до 10000 °С не совсем то, что мы привыкли ждать от нашей, в целом мирной, планеты. Однако именно такие экстремальные показатели зарегистрировали ученые, которым удалось впервые «поймать» ионосферные плазменные потоки.

Солнечный ветер, взаимодействуя с ионосферой и магнитосферой Земли, создает над планетой упорядоченные течения заряженных частиц – эту гипотезу норвежский физик Кристиан Биркеланд (Kristian Birkeland) выдвинул еще в 1908 г. Они играют важную роль в появлении полярных сияний и некоторых других высотных явлений. Однако непосредственно заметить «токи Биркеланда», существующие на высотах от 80 до 1000 км, удалось лишь в конце 1960-х, когда были проведены необходимые спутниковые наблюдения.

Сегодня их исследуют с помощью трех европейских космических аппаратов Swarm. Идентичные, оснащенные чувствительными магнитометрами, спутники работают на разных высотах, от 460 до 530 км, позволяя изучать магнитные явления, происходящие как в атмосфере, так и в недрах Земли. Недавно они зафиксировали течения плазмы, которая вовлекается в движение ионосферными токами Биркеланда.

Под действием мощных электромагнитных полей эта плазма разгоняется до сверхзвуковых скоростей и раскаляется почти до 10000 °С. Устремляясь к полюсам и получая по пути дополнительную энергию, часть этих потоков отправляется дальше в космос. Эти процессы, по мнению ученых, оказывают заметное влияние на химический состав верхних слоев атмосферы.

Сообщение об обнаружении «приграничных течений токов Биркеланда» (Birkeland current boundary flows) было сделано на состоявшейся в Калгари конференции Swarm Science Meeting, на которой участвующие в миссии Swarm ученые представили последние результаты своей работы. На ней же было сообщено, что сила токов Биркеланда в Северном полушарии выше, чем в Южном. Причина этого пока остается неизвестной.