Пульсирующая аврора: «Электроны-убийцы» в мерцающих небесных огнях

Компьютерное моделирование объяснило, как электроны с широким диапазоном энергий обрушиваются в верхние и средние слои атмосферы Земли во время явления, известного как пульсирующая аврора. Результаты, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, указывают, что высокоэнергетические электроны, возникающие в этом процессе, могут вызывать разрушение части озона в мезосфере на высоте около 60 километров. Исследование стало результатом сотрудничества учёных из Японии, включая Университет Нагои, и их коллег из США, в том числе из NASA.

Исследовательская группа под руководством Ёсидзуми Миёси из Института исследований космическо-земной среды Университета Нагои разработала теорию, объясняющую высыпания электронов с широким энергетическим спектром в пульсирующих аврорах, и подтвердила её компьютерным моделированием. Согласно их выводам, как низко-, так и высокоэнергетические электроны одновременно рождаются в результате взаимодействия хоровых волн с электронами в магнитосфере Земли.

Хоровые волны — это плазменные волны, генерируемые вблизи магнитного экватора. Они распространяются к полюсам, взаимодействуют с электронами в магнитосфере, придавая им энергию и рассеивая в верхние слои атмосферы, где те высвечивают энергию в виде пульсирующей авроры. Энергия этих электронов варьируется от сотен килоэлектронвольт до нескольких тысяч килоэлектронвольт (мегаэлектронвольт).

Как отмечает Миёси, высокоэнергетические электроны пульсирующей авроры являются релятивистскими, их также называют «электронами-убийцами» из-за повреждений, которые они могут наносить спутникам. Теория указывает на их связь с пульсирующей авророй и потенциальную роль в разрушении озона.

Для проверки теории команда планирует использовать данные миссии LAMP, запланированной к запуску в декабре 2021 года. Этот совместный проект NASA, JAXA, Университета Нагои и других институтов позволит напрямую наблюдать «электроны-убийцы», связанные с пульсирующей авророй.