Фізики побачили залежність між плазмовими хвилями в магнітосфері Землі та появою північних сяйв. Вчені підтвердили своє припущення на прикладі радарних та супутникових спостережень, виявивши зв'язок між підвищеною активністю електростатичних циклотронних гармонійних хвиль у магнітосфері та появою плазмової турбулентності метрового масштабу в нижніх шарах іоносфери. Результати дослідження опубліковані у Physical Review Letters.
Сонячний вітер викликає в земній атмосфері обурення різного характеру: через велику кількість енергії, що отримується від Сонця, у повітряному просторі виникають сильні електричні поля, а ті, у свою чергу, збуджують турбулентність плазми. Подібні магнітосферні процеси впливають на іоносферу за рахунок двох основних факторів: по-перше, за допомогою розсіяних електронів, які створюють квазіпостійне електричне поле, а по-друге, завдяки локальній іонізації плазми, що модулює провідність середовища. Наприклад, нестійкість Фарлі-Бунемана з'являється у тому випадку, коли відносний дрейф між сильно намагніченими електронами та розмагніченими іонами перевищує локальну іонно-звукову швидкість.
Магнус Іварсен (Magnus Ivarsen) з Університету Осло спільно зі своїми колегами з Великобританії, Канади, Норвегії, Південної Кореї та Японії припустив, що турбулентна структуризація електричних полів у нижніх шарах іоносфери обумовлюється взаємодією хвиль і частинок у так званій активністю.
Щоб перевірити свою гіпотезу, фізики проаналізували дані, отримані з січня 2020 по червень 2023 року за допомогою японського супутника ARASE і канадського детектора північних сяйв ICEBEAR. року, та проаналізували її спектр потужності електричного поля на частотах від 0,1 до 20 кілогерц – діапазоні, в якому найчастіше виникають електростатичні циклотронні гармонічні хвилі.
Фізики сформулювали умови, що передували виявленій події: через дев'ятикратний стрибок динамічного тиску сонячного вітру сильний імпульс стиснув земну магнітосферу. Та у свою чергу ініціювала потік електронів, що створили сильні електричні поля та градієнт густини плазми за рахунок іонізації газу. Крім цього, вчені відзначили, що виявлена пульсуюча аврора зберегла тимчасові та просторові характеристики від ансамблів, що породили їх взаємодіючих хвиль і частинок, а також продемонструвала самоподібну структуру до метрових масштабів.
Автори роботи підкреслили, що їхня інтерпретація, яка пояснює сплеск іоносферної активності, має покращити існуючі моделі космічної погоди. Оскільки прогноз явищ у нижніх шарах атмосфери може стати точніше завдяки спостереженням за магнітосферою.
Про те, як свічення Стів - схожих на полярні сяйва явищ рожево-лілового кольору, пояснили незалежно від супутнього «зеленого паркану», ми писали раніше.