16 сентября
НИУ ВШЭ

Российские ученые описали возможную причину зеленого свечения в небе

5.1

Группа российских ученых из НИУ ВШЭ, ИКИ РАН и ИЗМИРАН описала развитие в пылевой плазме ионосферы модуляционной неустойчивости электромагнитных волн, которая возникает при больших интенсивностях электромагнитного излучения. Исследователи учли неупругие столкновения частиц плазмы ионосферы, а еще сформулировали новые задачи и приложения, которые необходимо рассмотреть в будущем.

Российские ученые описали возможную причину зеленого свечения в небе / ©Getty images

Результаты исследования опубликованы в журнале Physics of Plasmas. Модуляционное взаимодействие важно для объяснения различных природных явлений. Это ключевой процесс при переходе плазмы от состояния слабой к состоянию сильной турбулентности. При слабой турбулентности волны в плазме ведут себя хаотично, но плохо коррелируют друг с другом, в отличие от сильной турбулентности, когда взаимодействие между ними существенное, в результате чего образуются сильно коррелированные структуры (солитоны, кавитоны, филаменты), генерируются магнитные поля, происходит нагрев и эффективное ускорение частиц.

В предыдущей работе 2009 года ученые изучили возможность развития модуляционной неустойчивости в плазме ионосферы на высотах от 80 до 120 км в присутствии высокоскоростных метеорных потоков. Оказалось, что метеорные потоки приводят к формированию пылевой плазмы на этих высотах, что, в свою очередь, оказывает существенное влияние на характер протекания нелинейных процессов в плазме.

В новом исследовании авторы отмечают важную роль неупругих столкновений нейтралов (нейтральных атомов) с электронами и ионами пылевой плазмы ионосферы. При этом влияние модуляционной неустойчивости на распространение электромагнитных волн в пылевой ионосферной плазме очень важно на высотах 90–120 километров. Это высота плотных слоев атмосферы, на которой нагреваются космические аппараты. Попадая на эти высоты, метеороиды испаряются, после чего метеорное вещество конденсируется, и образуются мелкие частицы, которые становятся частью пылевой плазмы.

Модуляционная неустойчивость в пылевой плазме воздействует на низкочастотную область спектра электромагнитных шумов, способствует генерации инфразвуковых волн, которые могут достигать поверхности Земли. «Инфразвуковые волны могут возбуждаться вследствие извержений вулканов, землетрясений, полетов сверхзвуковых самолетов, взрывов на земле и так далее. В этой связи для нас важно представлять себе характер источников инфразвука, что позволяет понять его происхождение», — считает автор статьи, профессор факультета физики НИУ ВШЭ, заведующий лабораторией ИКИ РАН Сергей Попель.

Модуляционное взаимодействие на высотах 110–120 километров позволяет объяснить усиление зеленого свечения в небе на длине волны 557,7 нм. Оно приводит к генерации пылевых звуковых волн, которые на высотах более 110 километров оказываются неустойчивыми, в результате чего формируются вихри. Те, в свою очередь, перемешивают вещество на разных высотах — появляются условия для химических реакций, сопровождающихся выделением фотонов. Именно они проявляют себя в виде зеленого свечения неба.

Также модуляционное взаимодействие приводит к образованию неоднородностей электронной и ионной концентраций в ионосфере при работе мощных нагревных стендов, таких как HAARP, EISCAT и другие. Помимо этого, авторы статьи исследовали пылевую плазму хвостов метеоров. Оказалось, что и в этом случае модуляционное взаимодействие объясняет наблюдаемые эффекты, например электрофонные шумы при пролете метеоров.

«Наши результаты важны для объяснения и описания природных явлений в ионосфере и атмосфере Земли, в частности распространения электромагнитных волн на высотах от 90 до 120 километров. Планируется продолжение исследований эффекта модуляционного возбуждения неоднородностей в ионосфере при работе таких установок, как HAARP, EISCAT и другие, влияющих на состояние атмосферы Земли», — комментирует Сергей Попель.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики» — одно из крупнейших и самых востребованных высших учебных заведений России, стран СНГ и государств Восточной Европы. В НИУ ВШЭ представлены все уровни образовательной подготовки (от лицея для школьников до аспирантуры и MBA) по широкому спектру направлений в области социально-экономических, гуманитарных, юридических, инженерных, компьютерных, физико-математических наук, а также творческих специальностей. Научные подразделения ВШЭ — институты, центры, лаборатории, возглавляемые ведущими российскими и зарубежными учеными, ориентированы как на фундаментальные исследования, так и на прикладные разработки по заказам федеральных и региональных органов власти, министерств и ведомств, российских и зарубежных компаний. Высшая школа экономики стабильно занимает высокие места в предметных рейтингах Times Higher Education (THE) и QS, а также является единственным российским университетом в топ-50 рейтингов молодых университетов сразу двух агентств.
18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

Позавчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

12 часов назад
Илья Ведмеденко

Российское МВД вооружилось новейшим компактным пистолетом Лебедева. Он должен заменить морально устаревший ПМ, разработанный конструктором Николаем Макаровым еще в 1948 году.

18 октября
Елена Синицкая

На днях израильский ныряльщик обнаружил на дне Средиземного моря у Хоф-ха-Кармель древние предметы, среди которых оказался меч удивительной сохранности. По мнению специалистов Израильского управления древностей, железный меч с клинком около одного метра и 30-сантиметровой рукоятью принадлежал крестоносцу и датируется XII веком.

15 октября
Илья Ведмеденко

Компания General Dynamics Land Systems представила макет наземного робота TRX, который выступит носителем беспилотников-камикадзе. Помимо них, он получил квадрокоптер.

Позавчера, 11:56
Илья Ведмеденко

В КНР испытали монолитный твердотопливный ракетный двигатель, имеющий самую большую тягу в мире. Разработка изделия важна для создания ракет тяжелого класса.

13 октября
Мария Азарова

Анализ образцов крови, взятых у российских космонавтов до и после их полета на МКС, показал, что длительное пребывание в космосе может провоцировать повреждение мозга.

12 октября
Алиса Гаджиева

Две тысячи лет назад многие сооружения строили лучше, чем сегодня.

27 сентября
Мария Азарова

Новое исследование генетиков из Германии и Италии, похоже, помогло найти ответ на вопрос, который занимал ученых свыше двух тысяч лет: откуда взялись этруски?

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: