Ионосферная турбулентность Земли может быть связана с магнитосферной активностью

16 апреля 2025, 17:25 / Наука → Новости / Наука

Соединение 12 мая 2021 года между радаром ICEBEAR, авроральной камерой TREx и ионосферным следом Arase. Автор: Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.145201

Международная группа астрофизиков и планетологов обнаружила возможную связь между магнитосферной активностью и ионосферной турбулентностью. В своем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters

Physical Review Letters — один из самых престижных журналов в области физики. Публикуется Американским физическим обществом с 1 июля 1958 года как самостоятельное ответвление журнала Physical Review. Physical Review Letters специализируется на коротких статьях, называемых письмами, размером не более пяти страниц. К публикации принимаются статьи с новыми и не опубликованными ранее достижениями, одобренные тремя рецензентами из числа авторов журнала. Википедия

, группа использовала данные из двух источников для сравнения магнитосферной активности и ионосферной турбулентности, происходящих почти в одно и то же время.

Ионосфера охватывает верхние слои атмосферы Земли — она простирается примерно от 48 км до 965 км над уровнем моря, удерживая ионы, образованные из солнечного излучения, что делает ее электрически заряженной. Магнитосфера — это область пространства, окружающая Землю — она имеет заряженные частицы, которые подвергаются воздействию магнитного поля Земли. Она существует благодаря внутреннему динамо планеты. Она простирается примерно на 65 000 км от поверхности, хотя расстояние сильно варьируется в зависимости от различных факторов.

За последние несколько лет ученые отметили, что турбулентность в ионосфере может вызывать проблемы с сигналами GPS, радиосвязью и даже частями интернета. Исследователи пытались лучше понять, почему это происходит, и найти способ предсказать, когда это произойдет и насколько сильно. В этой новой работе исследовательская группа сделала шаг к решению последних проблем.

Команда предположила, что активность в магнитосфере может быть ответственна по крайней мере за часть турбулентности, которая происходит в ионосфере. Для исследования они использовали два источника данных наблюдений: один по активности в ионосфере (с японского космического корабля Arase), а другой по магнитосфере (с наземной станции ICEBEAR в Канаде).

Сравнивая данные обоих источников за период с января 2020 года по июнь 2023 года, они смогли увидеть, сопровождалась ли активность в магнитосфере вскоре после этого турбулентностью в ионосфере, и обнаружили один такой случай.

Данные Arase показали всплеск активности 12 мая 2021 года в магнитосфере. Через несколько секунд данные ICEBEAR показали турбулентность, происходящую в ионосфере. Данные также показали, что активность для обоих наблюдалась примерно над одним и тем же участком Земли, и что форма и время сигналов соответствовали тому, что команда описывает как «высокую степень точности».

Исследователи признают, что необходимо провести дополнительную работу, прежде чем можно будет установить окончательную связь между событиями в магнитосфере и турбулентностью в ионосфере, но они полагают, что их работа является важным шагом на пути к доказательству этой гипотезы.

Больше информации: Magnus F. Ivarsen et al, Characteristic E-Region Plasma Signature of Magnetospheric Wave-Particle Interactions, Physical Review Letters (2025). DOI: 10.1103/PhysRevLett.134.145201