Исследователи обнаружили колебания в магнитосфере Земли, вызванные теми же приливными силами Луны, которые действуют на океаны планеты.
Луна оказывает ранее неизвестную приливную силу на “плазменный океан”, окружающий верхнюю атмосферу Земли, создавая колебания, похожие на приливы и отливы в океанах, говорится в новом исследовании.
Ученые использовали данные за более чем 40 лет наблюдений, собранных спутниками, чтобы отследить мельчайшие изменения формы плазмосферы, внутренней области магнитосферы Земли, которая защищает нашу планету от солнечных бурь и других видов высокоэнергетических частиц.
Плазмосфера – это примерно пончикообразный сгусток холодной плазмы, расположенный поверх линий магнитного поля Земли, чуть выше ионосферы – электрически заряженной части верхней атмосферы. Плазма, или ионизированный газ, в плазмосфере плотнее, чем плазма во внешних областях магнитосферы, что заставляет ее опускаться на дно магнитосферы. Граница между этой плотной затонувшей плазмой и остальной частью магнитосферы известна как плазмапауза.
Учитывая свойства холодной, плотной плазмы, плазмосферу можно рассматривать как “плазменный океан”, а плазмапауза представляет собой “поверхность” этого океана”, – пишут исследователи в своей работе. Гравитационное притяжение Луны может искажать этот “океан”, заставляя его поверхность подниматься и опускаться подобно океанским приливам”.
Давно известно, что Луна оказывает приливные силы на океаны Земли, земную кору, геомагнитное поле вблизи Земли и газ в нижней атмосфере. Однако до сих пор никто не проверял, существует ли приливное воздействие на плазмосферу.
Для изучения этого вопроса пришлось изучить данные более чем 50 000 пересечений плазмосферы спутниками десяти научных миссий. Датчики спутников способны обнаруживать мельчайшие изменения в концентрации плазмы, что позволило команде составить точную карту границ плазмапаузы более детально, чем когда-либо прежде.
Для анализа выбрали период с 1977 по 2015 год, и за это время было четыре полных солнечных цикла. Полученная информация позволила команде учесть роль солнечной активности на магнитосферу Земли. Как только влияние Солнца было учтено, стало ясно, что колебания формы плазмапаузы происходят ежедневно и ежемесячно и очень похожи на океанские приливы, что указывает на то, что наиболее вероятной причиной плазменных приливов является Луна.
Ученые пока не знают, как именно Луна вызывает плазменные приливы, но в настоящее время они предполагают, что гравитация Луны вызывает возмущения в электромагнитном поле Земли.
Команда считает, что это ранее неизвестное взаимодействие между Землей и Луной может помочь исследователям более детально понять другие части магнитосферы, такие как радиационные пояса Ван Аллена, которые захватывают высокоэнергетические частицы солнечного ветра и задерживают их во внешней магнитосфере.
“Мы подозреваем, что наблюдаемый плазменный прилив может тонко влиять на распределение энергичных частиц радиационного пояса, которые представляют собой хорошо известную опасную проблему для будущей космической инфраструктуры и деятельности человека в космосе”, – пишут исследователи. Поэтому лучшее понимание приливов может помочь обезопасить работу в этих областях.
Читайте также: Странное происхождение теории заговора о полой Луне