Космический ураган
— Космический ураган это огромная воронкообразная спиральная буря , возникающая над полярной ионосферой Земли геомагнитная в чрезвычайно спокойных условиях. [1] [2] Они связаны с явлением северного сияния , поскольку высыпание электронов из воронки грозы порождает гигантские полярные сияния в форме циклона. [1] [3] Ученые полагают, что они возникают в полярных регионах планет с магнитными полями . [4]
Ураганы ( тропические циклоны ) на Земле образуются в атмосфере в результате гроз и углового момента вращения Земли и черпают энергию с поверхности океана, тогда как космические ураганы образуются плазмой, взаимодействующей с магнитными полями, и черпают энергию из потока солнечный ветер .
Характеристики
[ редактировать ]Космические ураганы состоят из плазмы , состоящей из чрезвычайно горячих ионизированных газов , которые вращаются с чрезвычайно высокими скоростями, достигающими скорости вращения 7560 километров в час (4700 миль в час). В 2020 году, используя наблюдения, сделанные 20 августа 2014 года, исследователи выявили большой космический ураган, который произошел над Арктикой , охватывая диаметр 1000 километров (620 миль) у его основания в ионосфере , ионизированных верхних слоях атмосферы на высота 110–860 километров (68–534 миль) и примерно с центром над Северным магнитным полюсом . [1] [5]
Космический ураган характеризовался циклоноподобным авроральным пятном с множеством спиральных рукавов, возникающим из-за высыпающихся электронов, сильным круговым плазменным завихрением с нулевым горизонтальным потоком в центре (эквивалент глаза атмосферного урагана), отрицательным или отрицательным потоком. положительная биполярная магнитная структура (показывающая круговое возмущение магнитного поля) и большое и быстрое выделение энергии и потока в полярную ионосферу (сравнимое с таковым во время космической погоды супербурь ). Шторм распространился от ионосферы вверх вдоль силовых линий геомагнитного поля и покрыл большую часть дневной полярной магнитосферы в Северном полушарии . [3]
Кроме того, космический ураган имел несколько спиральных рукавов, как и обычные ураганы, и шторм также вращался против часовой стрелки. [1] [2] Большая плазменная буря вылила вместо воды дождь электронов. [4] В спокойной центральной области, окруженной вращающейся плазмой, существовало постоянное авроральное пятно, связанное с сильным восходящим, направленным по полю током, вызванным высыпающимися электронами. [6] [7] Электронный дождь вызвал под ураганом гигантское сияние в форме циклона. [3]
В отличие от обычных возмущений космической погоды, космический ураган наблюдался в очень спокойных геомагнитных условиях, когда поток солнечного ветра был медленным, а межпланетное магнитное поле необходима сильная южная ориентация было направлено на север, тогда как для возникновения обычных геомагнитных бурь . Это дает еще одну аналогию с ураганами в нижних слоях атмосферы: метеоролог Accuweather отметил, что для формирования ураганам необходим легкий ветер наверху. [7]
Эффекты
[ редактировать ]Исследователи указали, что высыпание электронов, связанное с ураганом, может вывести из строя GPS спутники , радиосистемы и радары , а также может увеличить сопротивление любых близлежащих спутников. [4] [5] [6] а также изменение орбит космического мусора («космического мусора») всех размеров на малых высотах, представляющих возрастающую опасность для космических аппаратов, находящихся на низкой околоземной орбите . [1] Однако, помимо этих потенциальных воздействий на космическую погоду, ожидается, что шторм окажет незначительное воздействие на планету. [6]
Открытие
[ редактировать ]Это явление было обнаружено группой исследователей из Шаньдунского университета в Китае , которые наблюдали за штормом над арктическим регионом 20 августа 2014 года, прежде чем определить его природу в 2021 году. [3] [4] [1] В исследовательскую группу также вошли ученые из США , Великобритании и Норвегии . [8] Команда наблюдала за космическим ураганом в течение 8 часов, прежде чем он постепенно утих. Буря наблюдалась в период низкой солнечной и геомагнитной активности. [2] Это был первый случай, когда в верхних слоях атмосферы наблюдался ураганный шторм, и ранее было неясно, существуют ли они. [3] [5] Исследователи полагают, что такие космические бури могут быть относительно распространены в Солнечной системе и за ее пределами, на планетах с магнитными полями , поскольку буря, наблюдавшаяся в 2014 году, произошла в период низкой геомагнитной активности. [2] [5]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]
- ^ Jump up to: а б с д и ж Цин-Хе Чжан; Юн-Лян Чжан; Чи Вонг; Кьельмар Оксавик; Ларри Р. Лайонс; Майкл Локвуд; Хуэй-Ген Ян; Бин-Бин Тан; Йоран Идар Моен; Цзань-Ян Син; Ю-Чжан Ма; Сян-Ю Ван; Я-Фей Нин; Ли-Дун Ся (22 февраля 2021 г.). «Космический ураган над полярной ионосферой Земли» . Природные коммуникации . 12 (1207). Springer Nature Limited: 1207. Бибкод : 2021NatCo..12.1207Z . дои : 10.1038/s41467-021-21459-y . ПМК 7900228 . ПМИД 33619284 .
- ^ Jump up to: а б с д «Исследователи наблюдают «космический ураган» в ионосфере Земли» . Научно-новостной. 2 марта 2021 г. Проверено 3 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Мишель Старр (3 марта 2021 г.). «Впервые над Северным полюсом обнаружен «космический ураган»» . Научная тревога . Проверено 3 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д Дойл Райс (3 марта 2021 г.). «Космический ураган» висел над Северным полюсом около 8 часов, говорится в исследовании» . США сегодня . Проверено 3 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с д Эйлин Вудворд (3 марта 2021 г.). «Ученые заметили «космический ураган», кружащийся над северным магнитным полюсом. Это дождь заряженных солнечных частиц» . Бизнес-инсайдер . Проверено 5 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б с Брэндон Спектор (4 марта 2021 г.). «Над Северным полюсом обнаружен первый в истории «космический ураган» . Живая наука . Проверено 5 марта 2021 г.
- ^ Jump up to: а б Адриана Наварро (3 марта 2021 г.). «Ученые впервые в истории обнаружили свидетельства «космического урагана» » . Аккувезер . Проверено 5 марта 2021 г.
- ^ «Предупреждение о новом планетарном явлении: над Северным полюсом впервые обнаружен «космический ураган»» . Погодная компания . 3 марта 2021 г. Проверено 5 марта 2021 г.