Российские учёные описали возможную причину зелёных вспышек в небе

Российские учёные раскрыли механизм появления высотного зелёного свечения в небе.

Исследователи из России выяснили, что загадочные зеленые вспышки, возникающие в атмосфере на высоте в 110-120 км от поверхности Земли, порождаются столкновениями пыли и нейтральных частиц в ионосфере планеты. Об этом в четверг сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ со ссылкой на статью в журнале Physics of Plasmas.

«Результаты наших расчетов 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, возникающих при работе таких установок как HAARP или EISCAT», — заявил профессор НИУ ВШЭ Сергей Попель, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

В последние несколько десятилетий астрономы-любители и мастера природных фотографий открыли сразу несколько ранее неизвестных форм полярных сияний и прочих атмосферных феноменов, сопровождающихся появлением вспышек в небе на большой высоте от поверхности Земли. Ярким примером этого являются необычные фиолетовые «мосты» в небе Арктики (STEVE), открытые канадскими любителями природы в 2016 году.

Подобные феномены часто привлекают внимание физиков и астрономов, пытающихся объяснить природу подобных явлений, а также раскрыть их возможную роль в различных атмосферных процессах и взаимодействиях Земли с космическим пространством. Например, два года назад физики выяснили, что STEVE возникают в результате столкновения потоков ионов в верхних слоях атмосферы Земли.

Профессор Сергей Попель и его коллеги по университету, а также исследователи из Института космических исследований РАН и Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн РАН, нашли объяснение другому необычному атмосферному явлению — зеленому свечению, которое периодически возникает на высоте в 100-120 километров от поверхности планеты.

Природа зеленых вспышек в небе

Еще в прошлом десятилетии российские исследователи открыли свидетельства того, что данный феномен может быть связан с накоплением в ионосфере пыли, которая попадает туда в результате разрушения микрометеоритов и других объектов, падающих на Землю из космического пространства. Это приводит к появлению пылевой плазмы, различные физические процессы внутри которой могут порождать вспышки света.

В своей новой работе ученые просчитали то, как происходят различные взаимодействия между разными типами частиц, которые присутствуют на данной высоте и могут проникать в облака пылевой плазмы. Их расчеты показали, что ключевую роль в рождении и усилении зеленого свечения играют не столкновения заряженных частиц и пыли, а взаимодействия между нейтральными атомами и частицами метеоритов.

Их столкновения приводят к формированию звуковых волн и вихрей, которые особым образом воздействуют на плазму и заставляют ее частицы нагреваться и вступать в химические реакции. Это приводит к формированию хорошо видимого свечения, наиболее заметного для человека в сине-зеленой части спектра видимого излучения.

Схожие процессы, как предполагают ученые, могут происходить в хвосте метеоритов при их пролете через плотные слои атмосферы Земли, а также при работе различных научных установок, подобных американской HAARP и европейской EISCAT, чьи излучатели нагревают атмосферу на высоте в 110-120 км. Эти процессы могут порождать различные низкочастотные формы радиопомех, которые часто фиксируются радиолюбителями и учеными во время метеоритных дождей, подытожили исследователи.