Обнаружен механизм образования брешей в магнитном поле Земли

Магнитное поле Земли защищает нашу планету от частиц, испускаемых Солнцем, но иногда в нём могут образовываться сразу же 2 крупные бреши. Т.к. большинство частиц (ионы и электроны) в солнечном ветре электрически заряжены, они отражаются магнитным полем Земли. Но иногда они всё-таки могут проникать через магнитное поле в местах образования брешей, при этом количество проникающих частиц зависит от ориентации магнитного поля Солнца.

Недавние исследования с помощью спутников THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) показали, что, когда магнитные поля Солнца и Земли имеют одинаковые направления, в земную атмосферу проникает в 20 раз больше солнечных частиц, чем когда магнитные поля имеют противоположные направления. Учёные давно предполагали, что подобный механизм проникновения солнечных частиц в земную атмосферу существует, но не подозревали о том насколько большое значение он имеет.

Раньше спутники могли изучить только небольшую часть солнечных частиц в земной атмосфере, но с помощью 5 спутников из программы THEMIS удалось полностью оценить масштаб этого процесса. Хоть учёные и смогли понять как и в каких количествах солнечные частицы проникают в земную атмосферу, они не могут найти точного расположения брешей.

С помощью компьютерной программы они смогли найти наиболее частое местоположение брешей в магнитном поле Земли. Оказалось, что чаще всего бреши образуются в высоких широтах Северного Полушария и высоких широтах Южного полушария, на дневной стороне Земли, с той стороны, где на Землю прилетает наибольшее количество солнечных частиц.

Также эта программа смогла показать как образуются бреши в магнитном поле Земли. Когда частицы вылетают с Солнца, они несут с собой его магнитное поле. При этом, проходя через магнитное поле Земли, они на него воздействуют. В экваториальных широтах Земли магнитные поля Солнца и нашей планеты зачастую имеют одинаковое направление, в высоких же широтах, они направлены в разные стороны. Когда частицы попадают в высокие широты Земли, происходит процесс магнитного переприсоединения, который и вызывает образование 2 брешей в магнитном поле нашей планеты. При этом между этими двумя брешами образуется магнитное поле Солнца, которое позволяет его частицам попадать в магнитосферу Земли.

Размер образующихся брешей огромен – в 4 раза шире Земли и 7 диаметров Земли в длину. Статья с описанием данного исследования будет опубликована в ближайшем номере Journal of Geophysical Research. Когда Солнечные частицы проникают в Земную атмосферу, они могут вызывать замыканиия в электрических линиях и повышение радиационного фона. При этом стоит отметить, что Солнце меняет направление своего магнитного поля во время каждого цикла и в следующем солнечном цикле его магнитное поле будет направлено в ту же сторону, что и земное.