Каждую зиму тысячи путешественников направляются на север, чтобы полюбоваться полярным сиянием. Эти яркие, танцующие в небе цветные полосы давно очаровывают людей, однако даже специалисты пока не могут полностью объяснить, почему они принимают такие необычные формы.
На этот вопрос может ответить новая миссия NASA — CINEMA (Cross-scale Investigation of Earth’s Magnetotail and Aurora), которая должна стартовать в начале следующего десятилетия.
Северное сияние возникает, когда заряженные частицы Солнца взаимодействуют с магнитным «щитом» Земли и движутся вдоль его силовых линий в атмосферу у полюсов. Однако истоки этих процессов находятся далеко за пределами видимого неба — в так называемом магнитном хвосте, огромном «шлейфе» магнитного поля, вытянутом солнечным ветром за нашу планету. Именно там накапливается и внезапно высвобождается энергия, создавая мощные потоки плазмы, которые направляются к Земле и вспыхивают в виде сияний.
«Взрывные магнитосферные явления могут оказывать значительное влияние на наши технологические системы, — отмечает научный руководитель миссии, профессор физики и астрономии Дартмутского колледжа Робин Миллан. — И мы до сих пор не понимаем, когда именно магнитный хвост высвобождает магнитную энергию и какое воздействие это оказывает на нашу планету».
CINEMA станет первой миссией, которая попытается исследовать эти процессы дистанционно с помощью девяти мини-спутников на низкой орбите. Каждый аппарат будет оснащен камерой, способной с высокой точностью фиксировать фиолетовые всполохи ионизированного азота — одного из ключевых цветов сияний. Новая оптика позволит улавливать слабые сигналы даже сквозь атмосферное свечение, которое значительно искажало предыдущие измерения.
Камеры сделают множество снимков, а магнитометры на борту спутников будут одновременно фиксировать токи и потоки частиц. В результате получится трехмерная «картина» событий в магнитном хвосте и их отклик в атмосфере. Ученые надеются выяснить, как именно формируются характерные очертания сияний — «бусы» из вспышек, дугообразные потоки или внезапные яркие пятна на краю полярного овала.
Кроме профессионалов к исследованию присоединятся охотники за сияниями. По их любительским видео можно будет сопоставить, как наблюдаемые с Земли вспышки соотносятся с данными спутников. Гражданский консультант миссии, астроном и гид по полярным сияниям Винсент Ледвина считает, что такое сотрудничество между учеными и охотниками за полярными сияниями может создать положительную цепочку, которая принесет пользу всем. «Как охотник за полярными сияниями, я всегда пытаюсь понять, как их предсказывать на основе данных о солнечном ветре», — говорит Ледвина. «Надеюсь, CINEMA поможет нам в этом». Запуск миссии ожидается не ранее 2030 года — и, возможно, она впервые продемонстрирует, как танцует магнитное сердце нашей планеты.
Фото: hi-tech.mail.ru