При грозовых разрядах в атмосфере Земли образуются плазменные волны очень низкой частоты — вистлеры. Новое исследование обнаружило вистлеры, способные распространяться на значительно большую дистанцию, чем считалось ранее. Это может представлять угрозу для спутников и астронавтов, находящихся на орбите.
Грозовые разряды выделяют массу энергии, которая частично трансформируется в специфические электромагнитные волны. свистящие атмосферики, или вистлерыВолны имеют круговую поляризацию и движутся по линиям напряжённости магнитного поля. Заметить их можно в диапазоне от 100 Гц до 10 кГц.
В течение многих лет учёные считали, что вистлеры распространяются только на территории примерно в тысяче километров от земной поверхности, где постепенно ослабевают и исчезают.
Два американских физика Викас Сонуолкар (Vikas Sonwalkar) и Амани Редди (Amani ReddyУчёные из Аляскинского университета в Фэрбанксе опровергли предыдущее предположение о распространении вистлеров в атмосфере Земли. Выяснилось, что некоторые плазменные волны при взаимодействии с ионосферой могут отражаться от неё и проникать глубоко в земную магнитосферу, достигая высоты до 20 тысяч километров.
Исследователи считают, что вистлеры могут переносить вдвое больше энергии, чем предполагалось ранее. Проникая в магнитосферу, эта энергия ускоряет заряженные частицы, создавая электромагнитное излучение, которое может привести к нарушению работы спутников, повреждению их оборудования и даже вреду астронавтам на орбите. Об этом Сонуолкар и Редди сообщили в статье. опубликованной в журнале Science Advances.
Учёные обнаружили признаки вистлеров в измерениях двух спутников, отражённых от ионосферы. Van Allen ProbesДва космических аппарата, изучавшие радиационный пояс Земли с 2012 по 2019 год, могли обнаружить свистящих атмосфериков. Об этом же говорят косвенные данные более ранних исследований, проведенных в 1960-х другими учеными.
Авторы новой научной работы подчеркнули, что данные спутников Van Allen Probes и архивные научные публикации свидетельствуют о масштабности этого процесса, который до сих пор оставался незамеченным. Явление, описанное Сонуолкаром и Редди в статье, происходит в атмосфере довольно часто, но долгое время о нем ничего не было известно.
В скором времени физики получат и изучат новые сведения о свистящих атмосфериках из других спутников. Эти виды атмосфериков могут проникнуть в магнитосферу Земли на расстояние до двадцати тысяч километров.
Открытие учёных выявляет проблему безопасности в космосе, которая особенно важна при меняющихся климатических условиях. Глобальное потепление может увеличить частоту и силу грозовых разрядов, а это значит усилит воздействие вистлеров на магнитосферу, что потребует новых методов защиты космических аппаратов и экипажей.