Исследование, проведённое в Саутгемптонском университете, приоткрыло завесу тайны над тем, что провоцирует периоды очень интенсивной, ярко окрашенной активности во время сияний как северного, так и южного полушарий.
Это явление, известное как «магнитосферная суббуря», которое окутывает ночное небо зелёным и фиолетовым светом, почти всегда предшествуют так называемые «авроральные бусины» — волнообразные светящиеся точки, которые в итоге развиваются в шторм.
Учёные из Саутгемптона показали, что существует связь между этими авроральными бусинами и интенсивностью низкочастотных радиоволн над полярными сияниями в магнитосфере Земли — обширной области вокруг нашей планеты, где доминирует магнитное поле. Их выводы [опубликованы](https://www.nature.com/articles/s41467-025-65580-8) в Nature Communications.
«Полярное сияние северного и южного полушарий вызвано столкновением заряженных частиц из космоса с атомами и молекулами в нашей атмосфере, — объясняет физик доктор Дэниел Уайтэр из Саутгемптонского университета. — Частицы, выбрасываемые Солнцем, распространяются по Солнечной системе, неся с собой магнитное поле Солнца, и этот „солнечный ветер“ является источником энергии для полярных сияний».
«Суббури полярных сияний вызваны накоплением, а затем высвобождением магнитной энергии, хранящейся в магнитосфере Земли во время её взаимодействия с потоком солнечного ветра. Однако что именно провоцирует внезапную и зрелищную разгрузку этой энергии, до конца не изучено», — добавляет он.
Международная команда исследователей под руководством физиков из Саутгемптона изучила данные, собранные наземными обсерваториями, спутниками, создающими изображения, и радиоантеннами на борту космических аппаратов, включая космический аппарат NASA «Polar», японский космический аппарат «Arase» и камеры, расположенные в Лапландии и управляемые Финским метеорологическим институтом.
В частности, команда сосредоточилась на изучении аврорального километрового излучения (AKR) — естественного радиоизлучения, возникающего в околоземном пространстве непосредственно над полярными сияниями.
Учёные обнаружили, что перед началом суббури наблюдается отчётливый сигнал в активности AKR почти в тот самый момент, когда становятся видны авроральные бусины. Этот всплеск радиоволн внезапно усиливается в начале суббури.
Впервые исследованный, этот отчётливый радиосигнал даёт важные подсказки о физических процессах, происходящих до и во время начала суббури, оставляя следы как в видимом полярном сиянии, так и в невидимом радиоизлучении.
Ведущий автор исследования, постдокторский исследователь доктор Сиюань Ву из Саутгемптонского университета, утверждает: «Тонкие, дрейфующие по частоте структуры, наблюдаемые в AKR, предоставляют прямые доказательства формирования мелкомасштабных структур электрического потенциала вдоль магнитных силовых линий, связанных с авроральными бусинами. Их периодичность и скорость распространения демонстрируют замечательную согласованность в нескольких наборах данных».
«Вместе эти результаты предоставляют новые доказательства в вопросе генерации авроральных бусин и процесса запуска суббури», — говорит он.
Учёные полагают, что это может быть универсальным механизмом, проявляющимся не только в северном и южном сияниях Земли, но и в магнитосфере некоторых других планет нашей Солнечной системы, таких как Сатурн и Юпитер. Они надеются, что их исследование станет основой для дальнейшего понимания того, что провоцирует суббури полярных сияний.
Предоставлено [Саутгемптонским университетом](https://phys.org/partners/university-of-southampton/)