Dva znanstvenika sa Sveučilišta Aljaske u Fairbanksu otkrila su novu vrstu "zviždača", elektromagnetskog vala koji nosi znatnu količinu energije munje u Zemljinu magnetosferu.
Istraživanje je objavljeno danas u Science Advances.
Vikas Sonwalkar, profesor emeritus, i Amani Reddy, docent, otkrili su novu vrstu vala. Val nosi energiju munje, koja ulazi u ionosferu na niskim geografskim širinama, do magnetosfere. Energija se odbija prema gore od donje granice ionosfere, na visini od oko 55 milja, na suprotnoj hemisferi.
Prethodno se vjerovalo, pišu autori, da energija munje koja ulazi u ionosferu na niskim geografskim širinama ostaje zarobljena u ionosferi i stoga ne dopire do radijacijskih pojaseva. Pojasevi su dva sloja nabijenih čestica koje okružuju planet i drže ih na mjestu pomoću Zemljinog magnetskog polja.
"Mi kao društvo ovisimo o svemirskoj tehnologiji", rekao je Sonwalkar. "Moderni komunikacijski i navigacijski sustavi, sateliti i svemirske letjelice s astronautima nailaze na štetne energetske čestice radijacijskih pojaseva, koje mogu oštetiti elektroniku i uzrokovati rak.
"Bolje razumijevanje radijacijskih pojaseva i raznolikosti elektromagnetskih valova, uključujući one koji potječu iz zemaljskih munja, koja utječe na njih ključna je za ljudske operacije u svemiru," rekao je.
Sonwalkarovo i Reddyjevo otkriće vrsta je zviždačkog vala koji nazivaju "zviždač s posebnom refleksijom". Zviždači proizvode zviždanje kada se puštaju kroz zvučnik.
Energija munje ulazeći u ionosferu na višim geografskim širinama dolazi do magnetosfere kao drugačija vrsta zviždača koji se naziva magnetosferski reflektirani zviždač, koji prolazi kroz jednu ili više refleksija unutar magnetosfere.
Ionosfera je sloj Zemljine gornje atmosfere koju karakterizira visoka koncentracija iona i slobodnih elektrona. Ionizira ga sunčevo zračenje i kozmičke zrake, što ga čini provodljivim i ključnim za radio komunikaciju jer reflektira i modificira radio valove.
Zemljina magnetosfera je područje svemira koje okružuje planet i koje stvara Zemljino magnetsko polje. Osigurava zaštitnu barijeru koja sprječava većinu čestica sunčevog vjetra da dospiju u atmosferu i naškode životu i tehnologiji.
Sonwalkarovo i Reddyjevo istraživanje pokazuje da obje vrste zviždača - zviždači koji se reflektiraju zrcalno i zviždači koji se reflektiraju u magnetosferi - koegzistiraju u magnetosferi.
Autori su u svom istraživanju koristili podatke o valovima plazme iz NASA-inih sondi Van Allen, koje su lansirane 2012. i radile do 2019., te podatke o munjama iz World Wide Lightning Detection Network.
Razvili su model širenja valova koji je, uzimajući u obzir zviždače koji se reflektiraju zrcalno, pokazao udvostručenje energije munje koja dopire do magnetosfere.
Pregled podataka o valovima plazme iz sondi Van Allen pokazao je da su zviždači koji se reflektiraju u zrcalu uobičajeni magnetosferski fenomen.
Većina munja javlja se na niskim geografskim širinama, koje su tropske i suptropske regije sklone razvoju grmljavinske oluje.
"Ovo implicira da zviždači koji se reflektiraju zrcalno vjerojatno nose veći dio energije munje u magnetosferu u odnosu na onu koju zviždači reflektiraju u magnetosferi", rekao je Sonwalkar.
Utjecaj zviždajućih valova generiranih munjom na fiziku radijacijskog pojasa i njihova upotreba u daljinskom očitavanju magnetosferske plazme istražuju se od 1950-ih.
Sonwalkar i Reddy rade na Odjelu za elektrotehniku i računalni inženjering na UAF College of Engineering and Mines. Reddy je također povezan s UAF Geophysical Institute.
Sonwalkarovo i Reddyjevo istraživanje podržano je potporama Nacionalne zaklade za znanost i NASA-e EPSCoR, uspostavljenog programa za poticanje konkurentskog istraživanja.
Više informacija: Vikas S. Sonwalkar et al, Spekularno reflektirani zviždač: Kanal niske geografske širine za povezivanje energije munje s magnetosferom, Znanstveni napredak (2024.). DOI: 10.1126/sciadv.ado2657
Podaci o časopisu: Science Advances
Komentar: Čini se da razna istraživanja otkrivaju da je Zemlja daleko od zatvorenog sustava, a čini se da može biti da nije samo primatelj energije, već i emiter.
Odnosi Zemlje s drugim tijelima u našem Sunčevom sustavu također se pokazuju važnima:
- Zemljina magnetosfera djeluje kao akcelerator čestica kojeg pokreću valovi plazme
- Električne struje potaknute solarnim vjetrom stvaraju Saturnove aurore, zagrijavaju atmosferu planeta - NASA
- Energija solarnog vjetra favorizira sjever, iznenađujući znanstvenike
I pogledajte SOTT radio: