НАСА обнаружило неожиданные структуры в верхних слоях атмосферы Земли

Спутник NASA обнаружил в ионосфере Земли неожиданные X- и C-образные структуры. Ионосфера - это слой электрически заряженного газа в атмосфере, который позволяет радиосигналам распространяться на большие расстояния.

Ионосфера возникает из-за воздействия солнечного излучения, которое вызывает ионизацию молекул. В дневное время плотность ионосферы увеличивается, так как молекулы заряжаются электрически под воздействием солнечного света, создавая плазму. Ночью плотность ионосферы снижается, и именно в это время миссия GOLD NASA (NASA Global-scale Observations of the Limb and Disk) вступает в действие.

Спутник GOLD, запущенный в октябре 2018 года, измеряет плотности и температуры в ионосфере с геостационарной орбиты над западным полушарием. Недавно он изучал два плотных гребня частиц в ионосфере, расположенные к северу и югу от экватора. С наступлением ночи в этих гребнях появляются области низкой плотности, которые могут мешать радиосигналам и сигналам GPS. Ионосфера также чувствительна к солнечным бурям и крупным вулканическим извержениям, после которых гребни могут сливаться, образуя X-образные структуры.

Однако недавно GOLD обнаружил такие X-образные структуры без солнечных или вулканических возмущений. Это открытие заставило учёных пересмотреть свои представления о факторах, влияющих на ионосферу. Похоже, что нижние слои атмосферы могут влиять на ионосферу сильнее, чем считалось ранее.

Кроме X-образных структур, GOLD также зафиксировал появление C-образных пузырей в плазме, которые располагались необычайно близко друг к другу. Эти пузыри, вероятно, формируются и ориентируются в зависимости от направления ветров, но их близкое расположение в 643 километрах друг от друга оказалось необычным. Изменения в ветровых паттернах на таких коротких расстояниях являются редкостью.

«Ранее сообщения о слиянии поступали только во время геомагнитных возмущений», — сказал в своем заявлении Фазлул Ласкар , научный сотрудник Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) Университета Колорадо . Ласкар является ведущим автором статьи, опубликованной в апреле в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics , в которой описываются эти неожиданные наблюдения.

Данное открытие подчеркивает необходимость дальнейших исследований, чтобы понять причины таких аномалий. Сильные возмущения в плазме могут полностью исказить сигналы, что может приводить к потерям связи.

NASA продолжает изучать ионосферу и её поведение. В рамках проекта Atmospheric Perturbations Around The Eclipse Path (APEP) агентство исследует, как солнечные затмения влияют на верхние слои атмосферы. Во время кольцевого солнечного затмения 14 октября и полного солнечного затмения 8 апреля NASA запустила три суборбитальных ракеты для измерения изменений электрических и магнитных полей, плотности и температуры в ионосфере. Результаты этих миссий ожидаются в ближайшее время.

Недавние события, такие как возможное случайное пробитие верхних слоев атмосферы спутниками Starlink, также привлекают внимание к состоянию ионосферы. Эти инциденты подчеркивают важность понимания процессов, происходящих в этой области, для обеспечения надёжной работы спутниковых и радиосвязей.