Массивное возмущение солнечного ветра заставило магнитосферу Земли полететь без обычного хвоста

Выброс корональной массы в апреле 2023 года заставил Землю вырастить альвеновские крылья. (Этот КВМ с изображением Земли в масштабе произошел в 2021 году.) Автор: NASA/GSFC/SDO

Подобно сверхзвуковому самолету, обрушивающемуся на высокоскоростной ветер, Землю постоянно бомбардирует поток заряженных частиц Солнца, известный как солнечный ветер.

Точно так же, как ветер вокруг струи или вода вокруг лодки, эти потоки солнечного ветра огибают магнитное поле Земли или магнитосферу, образуя на солнечной стороне магнитосферы фронт, называемый головной ударной волной, и растягивая его в форме ветрового носка с длинным хвост на ночной стороне.

Драматические изменения солнечного ветра меняют структуру и динамику магнитосферы. Пример таких изменений дает возможность взглянуть на поведение других тел в космосе, таких как спутники Юпитера и внесолнечные планеты.

В статье, опубликованной в журнале Geophysical Research Letters, Ли-Джен Чен и его коллеги сообщают о беспрецедентных наблюдениях редкого явления, возникшего во время коронального выброса массы (CME).

24 апреля 2023 года космический корабль MMS заметил, что, хотя скорость потока солнечного ветра была высокой, альфвеновская скорость во время сильного КВМ была еще выше. Обычно солнечный ветер движется быстрее, чем скорость Альвена. Эта аномалия привела к временному исчезновению головной ударной волны Земли, позволив плазме и магнитному полю Солнца напрямую взаимодействовать с магнитосферой.

Хвост ветрового носка Земли был заменен структурами, называемыми альфвеновскими крыльями, которые соединили магнитосферу Земли с недавно вспыхнувшей областью Солнца. Это соединение действовало как магистраль, транспортирующая плазму между магнитосферой и Солнцем.

Уникальное мероприятие CME позволило по-новому взглянуть на то, как формируются и развиваются альфвеновские крылья, пишут авторы. Подобный процесс может происходить вокруг других магнитно-активных тел в нашей Солнечной системе и Вселенной, и наблюдения исследователей предполагают, что образование полярных сияний на спутнике Юпитера Ганимеде также может быть связано с альфвеновскими крыльями. Авторы предполагают, что в будущих работах можно будет найти подобные полярные сияния в виде альфвеновских крыльев, встречающиеся на Земле.

Больше информации: Li‐Jen Chen et al, Earth's Alfvén Wings Driven by the April 2023 Coronal Mass Ejection, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2024GL108894

Источник: American Geophysical Union