Астрономы из Японии и США проследили за движением заряженных частиц внутри «хвоста» магнитосферы Земли во время геомагнитных бурь и обнаружили, что значительная часть из этих частиц попадает туда из ионосферы – одного из верхних слоёв атмосферы планеты. Это говорит о важной роли ионосферы в развитии геомагнитных бурь, сообщает ТАСС со ссылкой на пресс-службу Университета Нагойи, а работа исследователей опубликована в журнале Nature Communications.

Учёные продвинулись вперёд в изучении механизмов развития геомагнитных бурь, раскрыв важную роль плазмы в процессах, происходящих в ионосфере Земли. Найдены убедительные доказательства того, что геомагнитную бурю питает плазма не только Солнца, но и Земли.

Исследователи пришли к такому выводу в ходе анализа данных, которые были собраны зондами ARASE, MMS, Cluster и Wind при наблюдениях за мощнейшей геомагнитной бурей класса G4, которая накрыла планету 7–8 сентября 2017 года. Этот катаклизм был связан с мощнейшей за последние десятилетия солнечной вспышкой, произошедшей 6 сентября 2017 года.

Астрономы воспользовались тем, что все четыре зонда находились в разных регионах околоземного пространства к моменту начала геомагнитной бури. Это позволило им изучить то, откуда, как и куда движутся ионы в ходе катаклизма. Для этого исследователи изучили, какие частицы присутствовали внутри «хвоста» магнитосферы Земли: той её части, которая расположена за Землей, если смотреть на неё со стороны Солнца.

Наблюдения за движением частиц в этом магнитном хвосте показали, что изначально в него попадают заряженные частицы (ионы) выбросов солнечного вещества, сталкивающихся с магнитосферой Земли. Однако уже на первых этапах геомагнитных бурь туда начинают массово проникать и ионы из ионосферы планеты. Эти частицы, как отмечают учёные, играют важную роль в формировании электромагнитных колебаний, из-за которых геомагнитные бури могут выводить из строя электронику.

Наиболее важным открытием стало то, что в начале геомагнитной бури солнечную плазму практически полностью сменила плазма из ионосферы. Это говорит о том, что буря усиливает отток ионов из ионосферы Земли, а ещё о том, что плазма ионосферы может быстро распространяться по магнитосфере.

Последующее изучение механизма, который ускоряет побег ионов из верхних слоёв атмосферы в магнитосферу при ударе солнечной плазмы о магнитное поле Земли, поможет учёным понять, как запускаются и поддерживаются геомагнитные бури.