Удивительные звуки из космоса: что такое хоровые волны?
Международная команда астрономов обнаружила необычные электромагнитные сигналы, напоминающие щебетание, которые приходят из глубин космоса. Эти явления, известные как хоровые волны, вызвали новые вопросы о природе их происхождения и распространились на небывалые расстояния.
Хоровые волны представляют собой кратковременные всплески электромагнитного излучения, возникающие высоко над поверхностью Земли. Если преобразовать их в звук и замедлить, они удивительно похожи на птичье щебетание, но с мистическим, почти инопланетным оттенком.
Как они формируются?
На протяжении десятилетий ученые связывали появление хоровых волн с нестабильностью плазмы — состояния ионизированного газа, выбитого из равновесия. В результате такого процесса генерируются специфические электромагнитные колебания, что раньше наблюдалось на расстоянии до 51 000 километров от Земли. В этой зоне магнитное поле нашей планеты наиболее четко напоминает диполь с двумя противоположными полюсами.
Однако последнее открытие изменило наше представление: хоровые волны были обнаружены на расстоянии в 165 000 километров, где магнитное поле Земли уже не такое упорядоченное. Это позволяет предположить, что формирование волн не зависит исключительно от локальных условий, как считалось ранее.
Новые горизонты исследований
Ученые анализировали данные, полученные спутником NASA Magnetospheric Multiscale (MMS), запущенным в 2015 году. Благодаря высоким разрешениям изображений удалось зафиксировать особенности волн, находящихся на значительном удалении от Земли.
Исследователи также обнаружили процесс, ранее предполагавшийся лишь в теории: передача энергии от плазменных частиц к волнам происходит в областях, где наблюдается низкая концентрация электронов — так называемые «электронные дырки». Этот процесс связан с резонансом циклотрона, когда частоты электронов и волн совпадают, обеспечивая их энергозапитывание.
Почему это важно?
Хоровые волны представляют собой одни из самых мощных космических сигналов. Они играют ключевую роль в процессах радиационного пояса Земли и могут быть опасны для спутников. Кроме того, аналогичные волны обнаруживаются у других планет, таких как Марс, Юпитер и Сатурн, что расширяет наше понимание формирования магнитных полей в Солнечной системе и за её пределами.
«Наши наблюдения дают возможность заглянуть в механизмы передачи энергии в астрофизических условиях и лучше понять динамику космоса», — отмечают авторы исследования.
Эти открытия открывают новые пути для изучения того, как космос взаимодействует с планетарными магнитными полями, и помогают объяснить многие загадочные явления Вселенной.
