Недалеко от Земли, на расстоянии около 165 000 километров, были обнаружены загадочные «поющие волны», напоминающие по звучанию птичий хор. Это открытие стало настоящей сенсацией, ведь подобные явления, известные как хо́рус-волны или свистящие атмосферные волны, ранее считались характерными для гораздо более близких к нашей планете областей. Ученые бьют тревогу, ведь эти космические «песни» несут в себе потенциальную опасность для будущих космических путешествий.
Что же представляют собой эти хо́рус-волны? По сути, это возмущения в электромагнитном поле Земли, кратковременные всплески энергии, длящиеся всего доли секунды. Впервые их зафиксировали еще в 1960-х годах, а некоторые свидетельства об их обнаружении радиооператорами времен Первой мировой войны говорят о том, что явление было известно и раньше. Более детальное изучение хо́рус-волн стало возможным благодаря космическим аппаратам Van Allen Probe, запущенным НАСА для исследования радиационных поясов Земли.
До недавнего времени считалось, что хо́рус-волны формируются относительно недалеко от Земли, в радиационных поясах. Однако, новое открытие, сделанное с помощью спутников Magnetospheric Multiscale (MMS) НАСА, перевернуло представления ученых. Волны были зафиксированы на расстоянии 165 000 километров – примерно в три раза дальше, чем когда-либо регистрировались ранее. Это ставит под сомнение существующие теории об их происхождении и механизмах формирования.
Удивительно, но хо́рус-волны – явление не уникальное для Земли. Они были обнаружены вокруг планет, обладающих глобальным магнитным полем, таких как Меркурий, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а также вокруг планет, лишенных собственного магнитного поля – Марса и Венеры. Это свидетельствует о том, что механизмы их генерации могут быть разнообразными и не всегда связаны с наличием мощного магнитного поля, подобного земному.
Основной теорией, объясняющей происхождение хо́рус-волн, является теория плазменной нестабильности. Согласно этой гипотезе, электроны солнечного ветра захватываются линиями магнитного поля Земли и начинают двигаться по спирали. В результате различных возмущений в плазме возникает нестабильность, которая приводит к генерации хо́рус-волн. Эти волны, в свою очередь, резонируют и ускоряют другие электроны до околосветовых скоростей. Дипольная форма магнитного поля Земли позволяет волнам распространяться между полюсами планеты.
Однако, обнаружение хо́рус-волн на таком значительном удалении от Земли, в относительно плоской области магнитосферы, ставит под вопрос справедливость исключительно теории плазменной нестабильности для всех случаев. Ученые предполагают, что в новом месте обнаружения волн может действовать иной механизм формирования, возможно, связанный с изменениями частоты волн в зависимости от напряженности магнитного поля.
Важность нового открытия сложно переоценить. Хо́рус-волны, как выяснилось, способны ускорять частицы до опасных для космических аппаратов и астронавтов скоростей. Обнаружение их в неожиданно удаленном районе космоса увеличивает зону потенциальной опасности для будущих миссий за пределы околоземной орбиты.
Для более глубокого понимания природы этих загадочных волн и механизмов их формирования на больших расстояниях, необходимо усилить мониторинг солнечной плазмы и ее взаимодействия с магнитосферой Земли. Такие исследования играют ключевую роль в обеспечении безопасности будущих космических экспедиций, особенно пилотируемых полетов в дальний космос.
Ричард Хорн, руководитель отдела космической погоды Британской антарктической службы, не принимавший участия в исследовании, отметил, что открытие стало весьма неожиданным и стимулирует дальнейшее изучение хо́рус-волн в тех областях, где магнитное поле Земли отклоняется от дипольной формы. Он не исключает, что существующая теория может быть верна и для этого случая, однако подчеркивает необходимость более тщательного изучения новых данных.
Результаты этого прорывного исследования были опубликованы 22 января в научном журнале Nature. Открытие подчеркивает, насколько много неизведанного таит в себе космос, и как важно продолжать исследования для безопасного освоения космического пространства. Загадочный «птичий хор» космоса требует дальнейшего изучения, чтобы обеспечить безопасное будущее космических путешествий.
Таким образом, странные звуки, ранее считавшиеся феноменом ближнего космоса, оказываются гораздо более распространенными и потенциально опасными, чем предполагалось. Открытие хо́рус-волн на большом удалении от Земли – это научная сенсация и серьезный сигнал о необходимости пересмотреть существующие представления о космической среде и усилить меры по защите космических аппаратов и астронавтов от ее непредсказуемых явлений.
Изображение носит иллюстративный характер
Что же представляют собой эти хо́рус-волны? По сути, это возмущения в электромагнитном поле Земли, кратковременные всплески энергии, длящиеся всего доли секунды. Впервые их зафиксировали еще в 1960-х годах, а некоторые свидетельства об их обнаружении радиооператорами времен Первой мировой войны говорят о том, что явление было известно и раньше. Более детальное изучение хо́рус-волн стало возможным благодаря космическим аппаратам Van Allen Probe, запущенным НАСА для исследования радиационных поясов Земли.
До недавнего времени считалось, что хо́рус-волны формируются относительно недалеко от Земли, в радиационных поясах. Однако, новое открытие, сделанное с помощью спутников Magnetospheric Multiscale (MMS) НАСА, перевернуло представления ученых. Волны были зафиксированы на расстоянии 165 000 километров – примерно в три раза дальше, чем когда-либо регистрировались ранее. Это ставит под сомнение существующие теории об их происхождении и механизмах формирования.
Удивительно, но хо́рус-волны – явление не уникальное для Земли. Они были обнаружены вокруг планет, обладающих глобальным магнитным полем, таких как Меркурий, Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, а также вокруг планет, лишенных собственного магнитного поля – Марса и Венеры. Это свидетельствует о том, что механизмы их генерации могут быть разнообразными и не всегда связаны с наличием мощного магнитного поля, подобного земному.
Основной теорией, объясняющей происхождение хо́рус-волн, является теория плазменной нестабильности. Согласно этой гипотезе, электроны солнечного ветра захватываются линиями магнитного поля Земли и начинают двигаться по спирали. В результате различных возмущений в плазме возникает нестабильность, которая приводит к генерации хо́рус-волн. Эти волны, в свою очередь, резонируют и ускоряют другие электроны до околосветовых скоростей. Дипольная форма магнитного поля Земли позволяет волнам распространяться между полюсами планеты.
Однако, обнаружение хо́рус-волн на таком значительном удалении от Земли, в относительно плоской области магнитосферы, ставит под вопрос справедливость исключительно теории плазменной нестабильности для всех случаев. Ученые предполагают, что в новом месте обнаружения волн может действовать иной механизм формирования, возможно, связанный с изменениями частоты волн в зависимости от напряженности магнитного поля.
Важность нового открытия сложно переоценить. Хо́рус-волны, как выяснилось, способны ускорять частицы до опасных для космических аппаратов и астронавтов скоростей. Обнаружение их в неожиданно удаленном районе космоса увеличивает зону потенциальной опасности для будущих миссий за пределы околоземной орбиты.
Для более глубокого понимания природы этих загадочных волн и механизмов их формирования на больших расстояниях, необходимо усилить мониторинг солнечной плазмы и ее взаимодействия с магнитосферой Земли. Такие исследования играют ключевую роль в обеспечении безопасности будущих космических экспедиций, особенно пилотируемых полетов в дальний космос.
Ричард Хорн, руководитель отдела космической погоды Британской антарктической службы, не принимавший участия в исследовании, отметил, что открытие стало весьма неожиданным и стимулирует дальнейшее изучение хо́рус-волн в тех областях, где магнитное поле Земли отклоняется от дипольной формы. Он не исключает, что существующая теория может быть верна и для этого случая, однако подчеркивает необходимость более тщательного изучения новых данных.
Результаты этого прорывного исследования были опубликованы 22 января в научном журнале Nature. Открытие подчеркивает, насколько много неизведанного таит в себе космос, и как важно продолжать исследования для безопасного освоения космического пространства. Загадочный «птичий хор» космоса требует дальнейшего изучения, чтобы обеспечить безопасное будущее космических путешествий.
Таким образом, странные звуки, ранее считавшиеся феноменом ближнего космоса, оказываются гораздо более распространенными и потенциально опасными, чем предполагалось. Открытие хо́рус-волн на большом удалении от Земли – это научная сенсация и серьезный сигнал о необходимости пересмотреть существующие представления о космической среде и усилить меры по защите космических аппаратов и астронавтов от ее непредсказуемых явлений.
