Ученые услышали «пение» волн в плазмосфере Земли

Ученые услышали «пение» волн в плазмосфере Земли

Исследователи из NASA записали «звуки» плазменных волн с помощью устройств для измерения параметров электрических и магнитных полей EMFISIS, установленных на двух зондах Ван Аллена — космических аппаратах, предназначенных для изучения радиационных поясов Земли. Датчики EMFISIS фиксировали изменения окружающих зонды электрических и магнитных полей. Впоследствии ученые «сдвинули» частоты записанных электромагнитных волн в воспринимаемый человеком диапазон, предоставив нам возможность услышать «пение» плазменных волн. О результатах исследований сообщается в пресс-релизе на сайте NASA.

Наша планета окружена слоем плотной холодной плазмы, называемым плазмосферой. Нижняя граница плазмосферы находится на расстоянии порядка 1000 километров над поверхностью Земли, а верхняя удалена от Земли на расстояние от трех до семи земных радиусов. Плазмосферу заполняет протон-электронная плазма, которая удерживается магнитным полем планеты и вращается под действием электрического поля коротации — электрического поля, создаваемого вращающимся магнитом (в данном случае Землей).

За пределами плазмосферы начинается область разреженной плазмы. Под действием электрических и магнитных полей составляющие плазму заряженные частицы начинают совершать сложные колебательные движения. Такие колебания заряженных частиц, вызванные распространением электромагнитных волн, получили название плазменных волн. В околоземном пространстве могут распространяться несколько различных типов плазменных волн, причем волны каждого типа звучат по-своему.

«Свистящие» волны могут возникнуть при ударе молнии в землю. Некоторые из рожденных таким образом волн покидают атмосферу и начинают распространяться вдоль линий магнитного поля планеты. Создаваемая молнией волна состоит из множества волн, частоты которых лежат в определенном диапазоне. Причем волны с более высокими частотами распространяются быстрее волн с более низкими частотами. Таким образом возникает характерный «свист», из-за которого волны и получили свое название.

Следует отметить, что в плазмах с разными параметрами волны «свистят» по-разному. При этом они могут распространяться в одном направлении и обладать одинаковыми электромагнитными характеристиками. Однако «пение» волн, распространяющихся в плазмосфере, все равно будет отличаться от звуков, издаваемых волнами, распространяющимися за ее пределами. На представленной выше аудиозаписи можно услышать «свист» именно плазмосферных волн.

За пределами плазмосферы, в пространстве, заполненном разреженной и относительно горячей плазмой, звуки, создаваемые волнами, больше напоминают чириканье стаи птиц, чем свист. По этой причине волны такого типа и были названы «хоровыми» волнами. 

Причиной, по которой мы слышим «птичий хор», является взаимодействие электронов с составляющими горячую плазму частицами. Электроны, заброшенные на теневую сторону Земли в результате обрыва или пересоединения линий магнитного поля, обладают относительно низкой энергией. Взаимодействие холодных электронов с частицами плазмы приводит к потере последними энергии и к появлению нарастающего звука «хоровых» волн.

На последней аудиозаписи можно услышать звуки второго типа плазменных волн, распространяющихся в плазмосфере. За сходство с радиопомехами эти волны получили название «плазмосферного шипения». Единого мнения о причинах происхождения «плазмосферного шипения» у ученых пока нет. Некоторые физики полагают, что «шипящие» волны, так же как и «свистящие», могут зарождаться при ударе молнии. Другие считают, что «шипение» возникает при проникновении «хоровых» волн в плазмосферу.

«Хоровые» и «шипящие» волны характерны для значительной части околоземного пространства, в том числе и для радиационных поясов Ван Аллена — кольцевых областей пространства, где частицы солнечного ветра удерживаются магнитным полем планеты.

Зонды Ван Аллена, записавшие «голоса» плазменных волн, предназначены для изучения динамики плазмы в магнитосфере Земли. Эти исследования имеют значение не только с точки зрения расширения знаний о плазменном окружении Земли. Взаимодействия с потоками заряженных частиц могут приводить к нарушениям связи и выходу из строя электронных устройств, находящихся на борту космических аппаратов. Понимание поведения плазмы, заполняющей пространство вокруг нашей планеты, поможет более точно предсказывать «космическую погоду» и избегать этих нежелательных воздействий.

N+1

Похожие новости:
Фотоснимок Земли одним кадром
Российский спутник «Электро-Л» сделал фотоснимок Земли, который состоит из одного-единствеиного кадра гигантского разрешения, сообщает «The_Anonymous». В отличие от абсолютного большинства спутниковых фотографий нашей планеты, представляющих собой коллаж из сотен, а то и тысяч элементов, «файлы», которые присылает ..
2012-06-14 1597 0 Разное, интересное
0
30 июня на земле остановят время
30 июня на земле наступит самый длинный день. Все мировое время остановится на 1 секунду, чтобы сократить разрыв между астрономическим временем и временем атомных эталонов. Решение об остановке времени было принято 5 января в Париже Международной службой вращения Земли, которая ..
2012-06-29 1383 0 Разное, интересное
0
Ученые: ледниковый период должен начаться в 2040 году
Забудьте о глобальном потеплении. По словам некоторых ученых, грядет 250-летний ледниковый период. Российские эксперты по климату считают, что раз в 200 лет солнечная активность временно ослабевает, а Солнце излучает меньше тепла. Исследователи говорят, что «период охлаждения» может привести к снижению средней температуры ..
2013-05-2 1435 0 Разное, интересное
0
Для колонизаторов Марса уже разработано iOS-приложение
Студенты Томского госуниверситета разработали приложение для будущих колонизаторов Марса. «В приложении в популярной и местами веселой форме поданы основные аспекты проблемы этого мероприятия», — рассказал технический руководитель группы студентов Василий Вершинин. По его словам, кроме ..
2013-12-5 1158 0 Разное, интересное
0
Российский ученый предупредил о надвигающейся метеоритной угрозе
Профессор Уральского федерального университета (УрФУ) Виктор Гроховский предупредил о надвигающейся на Землю метеоритной угрозе в лице «брата» челябинского метеорита. Об этом сообщает ТАСС. «В этом столетии первый крупный метеорит взорвался в небе над Челябинском. Не исключено, что Земля еще один-два ..
2015-10-14 1286 0 Разное, интересное
1
Ученые: до конца света еще очень долго
Возможно, нашу Вселенную в клочья разорвет загадочная «темная энергия». Считается, что «темная энергия» составляют около 70% Вселенной, и физики решили исследовать идею о так называемом «большом разрыве», в котором эта энергия разрушает все на своем пути. За два месяца до конца света, Солнце ..
2012-07-25 2415 0 Разное, интересное
0
Google показала изменения на Земле за последние 40 лет
Google объединила все картинки поверхности Земли, заснятые спутниками НАСА Landsat за последние 40 лет, в видеоклипы, наглядно показывающие изменения, произошедшие с ландшафтами планеты. Чтобы отметить сорокалетие работы спутников дистанционного зондирования Земли Landsat. Google запустила проект Google ..
2012-07-25 1938 0 Разное, интересное
0
Представлены модернизированные четвероногие роботы
Поклонники причудливого на вид робота уже знакомы с четвероногим «Legged Squad Support System», или «LS3», а также известным, как «Big Dog» и с его изобретателем «Boston Dynamics». Вчера, были продемонстрированы два прототипа улучшенной версии «LS3», поэтому для своих поклонников «DARPA» опубликовала свежее ..
2012-09-12 1269 0 Разное, интересное
0
В США ожидают мистический метеорный дождь
Мистический метеорный дождь «гамма Делфинидс» (gamma Delphinids) должен пройти 11 июня над территорией США. Как сообщало NASA, это должен быть первый за 80 лет случай, когда метеоритный дождь можно будет увидеть с Земли. Предполагалось, что пик дождя, если он все-таки состоится, придется ..
2013-06-11 1271 0 Разное, интересное
0
Учёные: внутри астероидов можно создать вторую Землю
Одним из наиболее перспективных направлений развития космонавтики является колонизация астероидов. Так считает руководитель Проектно-исследовательского центра ФГУП ГКНПЦ им. М.В. Хруничева Сергей Антоненко. «Только вокруг Земли их летает около 10 тысяч, в главном поясе астероидов - около 2 миллионов, ..
2013-11-14 1599 0 Разное, интересное
0
Сколково планирует сотрудничество с Китаем
Фонд «Сколково» заинтересован в привлечении крупных китайских компаний в качестве своих ключевых партнеров, заявила российским журналистам в Пекине вице-президент фонда, руководитель департамента по международным отношениям и связям с общественностью Седа Пумпянская. В ходе государственного визита в Китай президента ..
2012-06-9 1836 0 Разное, интересное
5
Голливудом по науке
Такое не каждый день увидишь: туземцы с далекой планеты в набедренных повязках, разинув рты, смотрят, как звездолет «Энтерпрайз» вздымается с морского дна, уходит в небо и исчезает в космосе. Сюжет спорный со всех сторон: туземцы, конечно, возведут загадочный объект в ранг ..
2014-02-20 1308 0 Разное, интересное
0
Электричество можно вырабатывать из облаков
В России начинают строительство первого прототипа управляемого аэростата, плавающего среди облаков, с целью собирать из них конденсат и превращать его в чистую воду для электротурбинного генератора, который будет производить электроэнергию. Аэростат поднимется на высоту двух километров и развернёт в воздухе сетчатый «занавес» ..
2014-09-05 1499 0 Разное, интересное
0
МЧС: в России глобальное потепление наступает в 2 раза быстрее
Особенно это касается Сибири и субарктических регионов. По данным центра МЧС «Антистихия», созданного для мониторинга и прогнозирования чрезвычайных ситуаций, за последние сто лет темпы глобального потепления в России в полтора-два раза превысили общемировые показатели. Центр «Антистихия» также подготовил прогноз на будущее. Согласно этим ..
2013-03-15 1787 0 Разное, интересное
0
Ученые нашли в мантии Земли большие запасы воды
Геофизики из США обнаружили свидетельства того, что в мантии Земли содержатся большие запасы воды. Исследование ученых опубликовано в журнале Science, кратко с ним можно ознакомиться на сайте New Scientist. По данным, полученным учеными, вода содержится на глубине около 700 километров от поверхности Земли ..
2014-06-18 1548 0 Разное, интересное
0