Міжнародна команда астрономів виявила загадкові сигнали, що нагадують щебетання, в несподіваному регіоні космосу, що ставить під сумнів наше розуміння процесів їх утворення.
Відомі як хвилі хору, ці сигнали є миттєвими спалахами електромагнітного випромінювання, які утворюються високо над поверхнею Землі. Коли їх перетворюють у звуковий формат, вони звучать дивовижно схоже на щебетання птахів.
Ми знаємо про них вже кілька десятиліть, і загальна думка полягає в тому, що вони викликані плазмовою нестабільністю: іонізований газ виходить з рівноваги, створюючи хвилі електромагнетизму з чіткими візерунками.
Раніше ці хвилі виявлялися не далі, ніж за 51 000 кілометрів від Землі, в місці, де магнітне поле планети виглядає найбільш схожим на магніт із протилежними полюсами. Фізики вважали, що ця особливість була критичною для утворення нестабільності в плазмі.
Однак нове дослідження показало спалахи випромінювання з дуже схожими властивостями на відстані 165 000 кілометрів від Землі, де магнітне поле планети набагато більш викривлене. Це означає, що хвилі хору не так тісно пов’язані з класичним дипольним магнітним полем, як вважалося раніше.
Дослідження ґрунтується на аналізі високоякісних зображень із супутникової місії NASA Magnetospheric Multiscale (MMS), запущеної у 2015 році. Цей аналіз дозволив ідентифікувати хвилі далеко від Землі.
Хоча результати ставлять під сумнів деякі припущення про хвилі хору, один із раніше гіпотетичних процесів було вперше підтверджено: передача енергії від частинок плазми до хвиль хору відбувається у зонах, де електрони є відносно рідкісними. Ці зони відомі як “електронні дірки”.
Це свідчення того, що явище електронного циклотронного резонансу відіграє важливу роль і забезпечує унікальні візерунки щебетання, коли частоти електронів і хвиль співпадають, сприяючи кращій передачі енергії.
Хвилі хору є одними з найсильніших електромагнітних імпульсів у космосі. Вони мають вирішальне значення для радіаційного поясу Землі і можуть становити загрозу для супутників. Їх краще розуміння допоможе передбачати такі явища.
Інші планети, як-от Марс, Юпітер і Сатурн, також мають хвилі хору, тож ці відкриття дають нові знання про формування магнітних полів навколо планет.
“Наші спостереження можуть допомогти вирішити давні суперечки щодо хвиль хору та зрозуміти механізми передачі енергії, що спостерігаються в космічному та астрофізичному середовищах”, – зазначають дослідники.
Дослідження було опубліковано в журналі Nature.
