Магнитное поле Земли измерено с помощью искусственных звезд на высоте 90 километров

Международная группа ученых впервые с высокой точностью измерила магнитное поле Земли в мезосфере, на высоте около 90 километров. Для этого они использовали лазерные искусственные звезды (laser guide stars, LGS), создаваемые в слое атомарного натрия для коррекции атмосферных искажений в астрономии.

Этот метод заполняет важный пробел в наших знаниях, позволяя проводить наземные измерения магнитного поля в ранее труднодоступной мезосфере. Ранее прямое измерение было возможно только на поверхности Земли, с самолетов, стратосферных аэростатов или спутников. Техника также открывает новые возможности для геофизики: мониторинга космической погоды, определения изменений в ионосфере, вызванных солнечным ветром, и даже наблюдения океанических течений и крупномасштабных магнитных структур в верхней мантии.

Ключевой принцип измерения основан на Ларморовской прецессии. Лазерный луч из обсерватории Роке-де-лос-Мучачос на Ла-Пальме поляризует спины атомов натрия. В окружающем магнитном поле эти спины прецессируют. «Искусственная звезда становится ярче, когда частота модуляции нашего лазера совпадает с частотой прецессии натрия, — объяснил Фелипе Педрерос Бустос из Университета Йоханнеса Гутенберга в Майнце. — Поскольку частота Лармора пропорциональна напряженности магнитного поля, мы можем использовать этот метод для его измерения».