Полярное шоу

Автор: 
Борис Штерн, Анатолий Петрукович
Источник: 

Анатолий Петрукович, зав. отделом Института космических исследований РАН, член-корр. РАН, объяснил, что картина намного сложней, чем написано в «Википедии»:

К сожалению, из энциклопедии в энциклопедию кочует точка зрения первой половины ХХ века. Правильно всё изложено, например, здесь [1, 2]. Важнейшую роль играет ускорение частиц прямо по месту — в магнитосфере. Откуда возникает ускорение?

Магнитное поле в проводящей среде (а проводимость космической среды на большом масштабе огромна везде) прочно связано с веществом, из-за того что заряженные частицы (протоны и электроны плазмы), которых в космосе вообще, и в земной магнитосфере в особенности, много, могут двигаться только вдоль силовых линий. Поле с веществом становится упругой средой, передающей механические воздействия извне.

Солнечный ветер как раз и оказывает механическое воздействие на магнитный диполь Земли, деформируя его, как показано на рисунке. Однако этот поток в магнитосферу практически не попадает, а обтекает ее. «Открывает» и «закрывает» же магнитосферу магнитное поле солнечного ветра. При открытой магнитосфере солнечная плазма затекает в нее, накапливаясь на ночной стороне в хвосте, где смешивается с плазмой атмосферного происхождения.

Однако при всем желании ни электроны солнечного ветра, ни электроны магнитосферы, даже если всех их «вытряхнуть» в атмосферу, не могут произвести наблюдаемого сияния. Электронам не хватает кинетической энергии. На самом деле работает достаточно сложный механизм. Хвост магнитосферы постепенно накапливает энергию в виде магнитного поля и плазмы, а затем взрывным образом сбрасывает ее обратно в солнечный ветер и частично в атмосферу. Резко меняющиеся магнитные поля в хвосте индуцируют электрические поля, в том числе с ненулевой проекцией на магнитные силовые линии, которые и доускоряют электроны по пути к Земле. Получается всплеск северного (и южного) сияния на ночной стороне Земли.

Этот процесс называется «полярной суббурей» (терминология сохранилась тоже столетней давности). Суббури происходят каждые несколько часов, но при обычных условиях магнитные вариации и сияния не выходят за пределы полярных областей. А когда происходит вспышка на Солнце — ветер превращается в «шквал», порывы которого «сотрясают» не только хвост, но и всю магнитосферу, магнитные вариации регистрируются по всей Земле. Именно это аномальное явление в целом и называют магнитной бурей. Чем больше накопленная в магнитосфере энергия, тем глубже возмущения проникают внутрь и тем ближе к экватору наблюдают суббури и полярные сияния — вплоть до весьма умеренных широт.

По поводу конкретного события 17 марта… Предшествующие солнечные вспышки 14-15 марта были достаточно слабыми, на пороге так называемой «геоэффективности», бывают куда сильней. Впрочем, источник возмущения, солнечное пятно, было расположено в правой (восточной) половине солнечного диска, с такой точки попадание выброса плазмы по Земле весьма вероятно, что и подтвердилось во второй половине дня 17 марта. Буря была достаточно сильной, но, опять же, не аномально сильной. Хотя текущий максимум солнечной активности довольно вялый и даже такие бури — редкость. По амплитуде бури полярное сияние на широте Москвы не ожидалось, это бывает только при совершенно уникальных событиях. Получив оперативный прогноз об ожидаемой буре, даже и не подумал посмотреть в окно, хотя живу с окнами на север.

С полным текстом статьи  ознакомиться Вы можете ознакомиться на сайте "Троицкий вариант- наука".