Наука - С ночной стороны Земли

Наука - С ночной стороны Земли

Магнитный ноль в хвосте планеты
Орбитальная группировка спутников ESA позволила впервые наблюдать процесс рекомбинации магнитного поля Земли.

Магнитные поля, генерируемые различными телами солнечной системы, образуют в космосе структуры, которые можно упрощенно представить в виде огромных пузырей. Каждый такой «пузырь» содержит в себе некоторое количество плазмы, частицы которой ориентируются вдоль силовых линий поля. Если два магнитных пузыря сталкиваются и накладываются один на другой, их поля могут рекомбинировать, образовав новую, энергетически более выгодную структуру. Нечто подобное можно наблюдать в классическом школьном опыте с магнитом и металлическими стружками: частицы железа, насыпанные на бумажный лист, выстраиваются вдоль силовых линий поднесенного снизу магнита. Если начать медленно придвигать несколько других магнитов, линии будут деформироваться. Сперва этот процесс будет происходить постепенно, но в какой-то момент может произойти достаточно резкое изменение картины – стружки быстро образуют совершенно новую формацию. То же самое, по-видимому, периодически происходит и в космических масштабах, только в их случае роль металлических стружек играет ионизированный газ – плазма.

Согласно расчетам, в процессе рекомбинации должна образоваться трехмерная зона с нулевым магнитным потенциалом. До сих пор у ученых не было данных, которые могли бы подтвердить верность данной модели применительно к магнитному полу Земли. Однако в 2001 году исследовательские аппараты ESA обнаружили подобную «нулевую точку» в магнитном «хвосте» нашей планеты, простирающемся прочь от ночной стороны Земли.

Открытие было сделано группой из четырех спутников. Эти аппараты, предназначенные для изучения магнитного поля земли, двигаются в составе постоянной формации на расстоянии около тысячи километров друг от друга. Благодаря им ученые могут измерять параметры магнитного поля одновременно в четырех разных точках пространства, что позволяет в конечном итоге построить достоверную трехмерную модель найденного феномена.

Полученная в результате модель явления оказалась для многих ученых неожиданностью. Окружающие нулевую область магнитные поля образуют структуру, напоминающую водоворот, или, скорее, ураган, внутри которых также всегда есть область полного спокойствия. Диаметр нулевой области составляет около 500 км. «Структура и размер обнаруженного объекта не были предсказаны ни теорией, ни математическим моделированием процесса рекомбинации полей», – говорит профессор Ванг (Wang) из Технологического университета Дели.

Происходящее означает, кроме всего прочего, что исследователям посчастливилось засечь момент рекомбинации магнитного поля нашей планеты. Подобные явления считаются ответственными за возникновение многих впечатляющих и грозных феноменов, наблюдаемых во Вселенной – таких как выбросы радиации из окрестностей черных дыр или солнечные вспышки в нашей собственной планетарной системе. Объясняется это довольно просто: внезапное изменение направленности магнитных линий разгоняет и разогревает заряженные ионы, в результате чего образуются мощные потоки частиц и излучения. Однако в случае с малюткой-Землей нам вряд ли стоит серьезно опасаться за свое благополучие. Видимые эффекты, связанные с рекомбинацией ее магнитного поля, ограничатся для нас специфическим северным сиянием, вызванным большей проницаемостью земной магнитосферы для солнечного ветра. По крайней мере, именно так считает большинство ученых.