Странные Х-образные структуры в верхних слоях атмосферы Земли, обнаруженные НАСА, озадачили ученых

Эта визуализация показывает С-образные и реверсивные С-образные плазменные пузыри, появившиеся близко друг к другу в ионосфере 12 октября 2020 года и 26 декабря 2021 года, как было замечено миссией НАСА GOLD. Миссия НАСА GOLD обнаружила неожиданные Х- и С-образные структуры в плазме ионосферы Земли. Исследователи сравнили нашу верхнюю атмосферу с «алфавитным супом».

Спутник НАСА обнаружил неожиданные Х- и С-образные структуры в ионосфере Земли — слое наэлектризованного газа в атмосфере планеты, который позволяет радиосигналам распространяться на большие расстояния.

Ионосфера — это наэлектризованная область земной атмосферы, которая существует благодаря солнечному излучению, воздействующему на атмосферу. Ее плотность увеличивается в течение дня, так как молекулы становятся электрически заряженными. Это происходит потому, что солнечный свет заставляет электроны отрываться от атомов и молекул, создавая плазму, которая позволяет радиосигналам проходить на большие расстояния. Ночью плотность ионосферы падает — и вот тут-то на помощь приходит GOLD.

Геостационарный спутник НАСА GOLD (Global-scale Observations of the Limb and Disk) с момента запуска в октябре 2018 года проводит измерения плотности и температуры в ионосфере Земли. С геостационарной орбиты над западным полушарием GOLD недавно изучал два плотных гребня частиц в ионосфере, расположенных к северу и югу от экватора. С наступлением ночи в этих гребнях появляются «пузыри» низкой плотности, которые могут создавать помехи для радио- и GPS-сигналов. Однако на ионосферу влияют не только солнечные лучи — этот слой атмосферы также чувствителен к солнечным бурям и извержениям вулканов, после которых «гребни» могут сливаться, образуя X-образную форму.

В своих новых наблюдениях GOLD обнаружила в ионосфере некоторые из этих характерных Х-образных фигур — даже несмотря на отсутствие каких-либо солнечных или вулканических возмущений, которые могли бы их создать.

«Ранее сообщения о слияниях поступали только в условиях геомагнитных возмущений», — сказал Фазлул Ласкар, научный сотрудник Лаборатории физики атмосферы и космоса (LASP) Университета Колорадо. Ласкар является ведущим автором работы, опубликованной в апреле в журнале Geophysical Research: Space Physics, в которой описаны эти неожиданные наблюдения.

«Это неожиданная особенность во время геомагнитного затишья», — сказал он.

«Это говорит о том, что происходящее в нижних слоях атмосферы на самом деле влияет на ионосферу больше, чем экстремальные солнечные или вулканические события».

Помимо странных Х-образных фигур, GOLD также увидела изогнутые С-образные фигуры, появившиеся в плазме удивительно близко друг к другу. Ученые считают, что они формируются и ориентируются в зависимости от направления ветров, но GOLD обнаружил С-образные и обратные С-образные пузыри на расстоянии около 400 миль (643 км) друг от друга. По словам исследователей, столь резкое изменение направления ветра на таких коротких расстояниях — это очень необычно.

«Очень важно выяснить, почему это происходит», — сказал научный сотрудник LASP Дипак Каран, ведущий автор отдельной статьи, опубликованной в ноябре в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics, говорится в заявлении. «Если в плазме возник вихрь или очень сильный сдвиг, то это полностью исказит плазму в этой области. Сигналы будут полностью потеряны при таком сильном возмущении».

Это не первый раз, когда НАСА стремится больше узнать об ионосфере. Совсем недавно в рамках проекта под названием Atmospheric Perturbations Around The Eclipse Path (APEP) изучалось, как снижение солнечного света и температуры влияет на верхние слои атмосферы Земли. Во время кольцевого солнечного затмения 14 октября на юго-западе США и во время полного солнечного затмения 8 апреля в Северной Америке НАСА запустило три суборбитальные зондирующие ракеты в район затмения для измерения изменений электрического и магнитного полей, плотности и температуры в ионосфере. Результаты этой миссии еще не готовы.