Масштабний експеримент показав явище, не бачене раніше жодною людиною: зіткнення полярних сяйв.
«У нас буквально відвисли щелепи, коли ми подивилися записи вперше, - згадує Ларрі Лайонс (Larry Lyons), голова групи дослідників, які зробили цю знахідку, - Ці процеси здатні розповісти нам дещо про природу полярних сяйв на самому фундаментальному рівні».
Цікаво, що жодному спостерігачеві з Землі побачити подібне не вдасться: масштаб того, що відбувається занадто великий, щоб поміститися в його обмежене поле зору. Лише датчики і камери, рознесені на тисячі кілометрів один від одного, дозволили побачити подібні картини. Ця мережа була розгорнута на підтримку орбітальної місії THEMIS, завдання якої - дослідження магнітосфери Землі і одного з найбільш вражаючих феноменів, які вона породжує - полярних сяйв.
Нагадаємо, що полярні сяйва виникають при взаємодії заряджених частинок сонячного вітру, відхилених магнітним полем планети, з верхніми шарами її атмосфери. Про дивовижні особливості і властивості цього «найбільшого спецефекту в світі» ми писали багато разів - і про «портал», який пов'язує наше магнітне поле з Сонцем («Портал відкритий»), і про вражаючу потужність цього явища («Сяйво чистого полюса»), і навіть про те, що чукчі вважають голосами богів («Дух магнітного полюса»).
Сьогодні основна наукова місія, яка займається вивченням цього явища - THEMIS, запущена в 2006 р. і включає відразу 5 орбітальних апаратів. На підтримку їй і була розгорнута мережа з 20-ти наземних станцій спостереження, розташованих по всій території полярних областей Північної Америки. Якщо зонди ведуть спостереження зверху і з різних точок, то станції - знизу, і в підсумку в розпорядженні вчених виявляється повна картина. І здається, такий підхід працює.
Перший прорив відбувся, коли американський дослідник Тоші Нішимура (Toshi Nishimura) виконав просто героїчну роботу з зведення воєдино картин, отриманих наземними камерами, отримавши цілісну картину того, що відбувається. Це було дуже непросто. Для кожної камери необхідно врахувати поточні погодні умови, взяти поправку на відстань до події. Але результат вартий того: на цілісній картині вчені розгледіли те, що неможливо побачити з окремої камери, а саме - процес зіткнення пари полярних сяйв, що стався в грудні 2007 р.
"Нічого подібного ніхто раніше не бачив, - каже Ларрі Лайонс, - І протягом наступних днів ми зуміли зафіксувати відразу кілька подібних подій. Це лише підігріло наш інтерес, адже виявилося, що зіткнення ці - аж ніяк не рідкісне явище ". І супроводжується воно особливо яскравими і видовищними спалахами в небі.
На думку вчених, спалахи свідчать про події на куди більш далекій від нас відстані - в плазмовому хвості, що розтягнувся від Землі в напрямку від Сонця на мільйони кілометрів. Тут «живуть» переважно заряджені частинки сонячного вітру, вловлені магнітним полем нашої планети. Силові лінії магнітного поля також пов'язують цю область з полярними регіонами.
Уважно вивчивши безліч зіткнень полярних сяйв, Лайонс і Нішимура дійшли висновку, що відбуваються вони за загальною схемою. По-перше, для цього «небесного ДТП» потрібні двоє учасників - один широкий і повільний фронт полярного сяйва і другий невеликий і швидкий «вузлик». Фронт зависає над великими областями Арктики, і вузол швидко наближається до нього з боку полюса. Але причому тут «плазмовий хвіст»?
На думку вчених, швидкий сяючий «вузлик» пов'язаний з потоком порівняно легких частинок, що бере початок саме там. Починаючись в найдовших його областях, він швидко рухається в бік Землі і, спрямований магнітним полем, стикається з атмосферою в районі полюса. Тим часом повільний фронт полярного сяйва зайнятий, більш-менш, своєю справою, спокійно повиснувши над Арктикою і радуючи всіх допитливих красою і масштабом. Його стабільність забезпечена зв'язком зі стаціонарними внутрішніми областями плазмового хвоста. Цих областей зрештою досягає і потік легких частинок. Тут і відбувається зіткнення, що породжує нестабільність і відображається в поведінці полярних сяйв.
Дані, отримані орбітальними апаратами THEMIS, підтверджують цю картину. Пролетівши крізь плазмовий хвіст, вони показали, що потік легких частинок, спрямованих до Землі, дійсно існує. Ми, втім, вже писали про це - в замітці «Плазма над полюсом».
За інформацією NASA