Наблюдения Van Allen Probe A и DMSP 16. Фото: Научный бюллетень (2023 г.). DOI: 10.1016/j.scib.2023.12.009
Недавно исследовательская группа под руководством профессора Лу Цюаньмина и профессора Гао Синьляна из Школы наук о Земле и космоса и Лаборатории исследования глубокого космоса Китайского университета науки и технологий (USTC) выявила основную причину диффузного полярного сияния. образование, в котором преобладают хоровые волны во внутренней магнитосфере Земли.
Их выводы под названием «Почему хоровые волны являются доминирующей движущей силой диффузных полярных сияний» опубликованы в журнале Science Bulletin.
Диффузные полярные сияния играют решающую роль в подаче энергии в полярную ионосферу и представляют собой мощный механизм связи между магнитосферой Земли и ионосферой. Они возникают в результате столкновения электронов с молекулами атмосферы после того, как плазменные волны в магнитосфере рассеивают электроны в конус потерь посредством резонансного рассеяния, заставляя их выпадать в атмосферу.
Кроме того, хоровые волны свистовой моды и электромагнитные электронные циклотронные гармонические волны (ECH) считаются двумя наиболее важными волновыми модами, ответственными за формирование диффузных полярных сияний. Хотя теоретически ожидается, что оба типа волн будут вносить одинаковый вклад, данные наблюдений показывают, что волны хора преимущественно влияют на формирование, что представляет собой научную проблему, которую срочно необходимо решить.
Совместные наблюдения со спутника Van Allen Probe A и спутников DMSP в США показали, что волны хоруса и волны ECH имеют сопоставимую амплитуду и могут независимо вызывать высыпания электронов в полярных регионах. Что еще более важно, был обнаружен давно игнорируемый наблюдательный феномен: существует значительная отрицательная корреляция между амплитудами двух плазменных волн, указывающая на то, что амплитуда волн ЭХГ сильно подавляется волнами хоруса.
Спутниковая статистика также показывает, что подавляющее воздействие волн хоруса на волны ECH широко распространено во всем мире. Используя методы компьютерного моделирования частиц и данные японского спутника Arase, было подтверждено, что волны хоруса могут эффективно подавлять волны ECH, быстро изменяя распределение электронов.
Эти результаты исследований показывают, что, хотя и волны хора, и волны ECH могут вызывать диффузные полярные сияния, волны хора в конечном итоге становятся основными факторами, способствующими формированию диффузных полярных сияний из-за их подавляющего эффекта на волны ECH. Доминирование хоровых волн является неизбежным следствием взаимодействия этих двух волновых мод. Ожидается, что эти новые открытия позволят нам лучше понять диффузные полярные сияния на Земле и других планетах.
Информация от: Университетом науки и технологий Китая.
