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:
Человечество услышало пение Земли
Презентован в мировой сети уникальный саундтрек. Запись сделана орбитальным спутником. Оказывается, кружась на просторах галактики, наша планета еще и поет. По крайней мере, ученым удалось зафиксировать что-то похожее на музыку. Стоит сразу оговориться, что речь идет не о настоящих звуках. ..
2012-09-21 1022 0 Разное, интересное
0
Астрономы выдвинули теорию о странной материи
Бразильские астрономы из Национального института космических исследований - Pedro Moraes и Oswaldo Miranda, выдвинули гипотезу о том, что нейтронные звезды могут состоять из «странной» материи. Нейтронные звезды являются одними из самых плотных объектов во Вселенной - ложка вещества может весить ..
2015-01-09 1149 0 Разное, интересное
1
Учёный использовал мозг как усилитель электроволн
Вы один из тех, кто постоянно забывает, где припарковал свой автомобиль- Ведь это так часто случается: вы примерно знаете, где он находится, но никак не можете вспомнить точное место! Профессор-физик Роджер Боули готов продемонстрировать, как использовать человеческий мозг в качестве усилителя сигнала, просто ..
2014-12-08 1290 0 Разное, интересное
0
Ультразвук улучшает сенсорное восприятие человека
Многим известно, что летучие мыши и киты воспринимают информацию с помощью пульсации ультразвуковых волн. Как не удивительно, на человека ультразвук дает тоже немалый эффект. Ученые Вирджинии (исследовательского института) сделали ряд экспериментов и доказали, что под действием не интенсивных ультразвуковых волн на часть мозга, ..
2014-03-30 1209 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 ..
2013-05-2 935 0 Разное, интересное
0
Почему мы плохо помним раннее детство?
Ученые и психологи долго ломали голову над вопросом: «Почему мы забываем наше раннее детство — самое беззаботное и, возможно, счастливое время нашей жизни?»Двое ученых полагают, что выяснили причину явления, которое Зигмунд Фрейд окрестил «инфантильной амнезией», ..
2013-05-29 1212 0 Разное, интересное
0
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 1092 0 Разное, интересное
0
Катастрофа в Чили привела к землетрясениям в Антарктиде
Мощное землетрясение 2010 года магнитудой 8,8, произошедшее у берегов центральной части Чили, оказало влияние на соседние Аргентину и Перу, а также на Антарктиду. Результаты своего исследования, посвященного этому вопросу, ученые опубликовали в журнале Nature Geoscience, а кратко ..
2014-08-12 855 0 Разное, интересное
0
Российские города станут невидимыми для землетрясений
Российские ученые работают над мантией-невидимкой для городов. В последствии уникальный математический аппарат, позволяющий эффективно исследовать волну - первопричину разрушений, сможет сделать города невидимыми для землетрясений. Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" и группа исследователей-математиков из английского Килского университета под руководством ..
2014-10-08 804 0 Разное, интересное
0
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 1831 0 Разное, интересное
0
Ученые разгадали тайну метанового плато
Климатологи объяснили причину появления горизонтального участка на графике концентрации метана в атмосфере Земли в конце XX — начале XXI века. Таким образом ученые разрешили загадку метанового плато. Исследование авторов опубликовано в журнале Science, а кратко о нем сообщает Science News.Концентрация ..
2016-03-11 751 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 ..
2015-10-14 829 0 Разное, интересное
1
Биологи раскрыли тайну пищеварения падальщиков
Датские и американские биологи выяснили, как грифам удается поедать гниющие трупы животных, изобилующие смертельными токсинами. Для этого ученые исследовали кишечную микрофлору двух видов американских грифов и обнаружили там клостридии и фузобактерии — микробы, опасные для здоровья большинства позвоночных. ..
2014-11-27 1004 0 Разное, интересное
0
Астрофизики назвали время смерти Вселенной
Астрофизики впервые оценили скорость затухания Вселенной, а полученные данные использовали для прогнозирования времени ее смерти. Результаты своих исследований ученые изложили на общем собрании Международного астрономического союза, проходящего в Гонолулу (Гавайи). Научная работа опубликована в журнале Monthly ..
2015-08-11 5045 0 Разное, интересное
0
Ученые попытаются пробурить земную кору
В начале декабря в Индийском океане ученые попытаются пробурить земную кору (несколько километров) и добраться до мантии. Уже 60 лет геологи пытаются выполнить эту задачу, но пока никому не удавалось добиться успеха. О новом проекте сообщает Science Alert.Буровое судно JOIDES Resolution ..
2015-12-05 1061 0 Разное, интересное
-1