Obserwacja kosmicznego huraganu nad czapą polarną

Oszałamiające pokazy świetlne zorzy polarnej nie są wielką tajemnicą. Kiedy wiatr słoneczny uderza w magnetosferę Ziemi, elektrony wpadają do górnych warstw atmosfery, powodując wybuchy kolorów na niebie w pasach o wyższych szerokościach wokół planety. Ale zorza polarna nad północną czapą polarną, zwłaszcza w okresach spokojnego wiatru słonecznego, od dziesięcioleci wprawia w zakłopotanie ekspertów od pogody kosmicznej. Teraz międzynarodowy zespół naukowców znalazł wyjaśnienie: kosmiczne huragany.

ostatnio papier Opublikowany w Nature CommunicationsZespół opisał zdarzenie, które wyglądało wyjątkowo jak burze w niższej atmosferze uderzające w nasze wybrzeża. 20 sierpnia 2014 roku ramiona plazmowe o długości ponad 965 kilometrów (600 mil) okrążyły spokojne centrum, zrzucając elektrony do górnej atmosfery Ziemi powyżej magnetycznego bieguna północnego.

„Cała koncepcja jest zaskakująca i ekscytująca” – powiedział. Larry LyonsJest profesorem na Uniwersytecie Kalifornijskim w Los Angeles i jednym z autorów badania. „Nigdy nie wyobrażałem sobie możliwości wystąpienia okrągłej, spiralnej zorzy polarnej w środku czapki polarnej”.

Główny autor Cheng Hee-chang Z Uniwersytetu w Shandong i jego studentów spędził dwa lata, przeglądając tysiące zdjęć zórz polarnych wykonanych przez satelity krążące wokół nisko-Ziemie w Stanach Zjednoczonych. Satelitarny Program Obrony Meteorologicznej. Znaleźli dziesiątki przypadków czegoś, co wyglądało jak tornada kosmiczne na zdjęciach zebranych w ciągu ostatnich 15 lat, ale żaden nie był tak wyraźny jak ten, który miał miejsce w 2014 roku i trwał około 8 godzin.

John FosterNaukowiec z Haystack Observatory MIT, który nie był zaangażowany w badanie, wspomina odkrycie podobnego zjawiska nad biegunem około 50 lat temu, ale eksperci nie byli w stanie wyjaśnić, co widzieli w tamtym czasie. Powiedział: „W tamtych czasach statek kosmiczny, pomimo tego, że miał go dużo w kosmosie, nie miał takiego sprzętu, jaki byłby potrzebny do zrozumienia, co się naprawdę dzieje”. „To, co czyni to wydarzenie naprawdę wyjątkowym, to szeroka gama urządzeń, które były dostępne w kosmosie, aby przyjrzeć się właściwościom tego zjawiska”.

Zespół Zhanga był w stanie połączyć bogactwo danych z zorzy polarnej, plazmy i pola magnetycznego z kosmicznego huraganu z potężnymi symulacjami 3D reprodukcji tornada kosmicznego przy użyciu wiatru słonecznego i warunków pola magnetycznego tego dnia w 2014 roku.

Opowieść o dwóch rodzajach tornad

Foster ostrzega, jak ważne jest pamiętanie, że chociaż cyklon kosmiczny może być bardzo podobny do cyklonu w troposferze, siły napędowe obu typów huraganów są bardzo różne.

Zhang powiedział, że tornada kosmiczne są również mniej niebezpieczne dla ludzi niż ich bardziej powszechne typy, chociaż „mamy pewne dowody na to, że spowodowały one niezwykle silny błysk”. „Są to fluktuacje fal radiowych przechodzących przez jonosferę”. Zakłócenia te mogą zakłócać komunikację satelitarną lub nawigację. Burza może również nagrzać się i rozszerzyć górną warstwę atmosfery, zmieniając gęstość gęsto poruszającego się regionu; Według Lyonsa zmiana może spowodować przeciągnięcie i zmianę orbity dowolnego satelity lub fragmentów kosmicznego gruzu, które przez nią przechodzą.

„Jeśli chcesz wiedzieć, gdzie będzie stacja kosmiczna za kilka godzin, musisz wiedzieć, w jakiej atmosferze się znajdujesz” – wyjaśnia Lyons.

Dla Zhanga i jego współpracowników rozpoznanie kosmicznego tornada to dopiero początek.

„Pozostało jeszcze wiele otwartych pytań” – powiedział. „Co kontroluje rotację huraganów kosmicznych? Czy te burze kosmiczne są sezonowe, jak ich równikowe odpowiedniki, być może ograniczone do lata, kiedy ziemski dipol magnetyczny jest nachylony we właściwy sposób? Czy można spodziewać się huraganów kosmicznych, takich jak zdarzenia pogodowe na Ziemi?”

Kate Welling (Osadź tweeta), Pisarz Science