Коллективы космической погоды

Александр Гурьянов

Магнитное поле нашей планеты непрерывно изменяется. К примеру, если его достигают заряженные частицы солнечного ветра, оно запасает дополнительную энергию. Затем эта энергия преобразуется в масштабные электрические токи ионосферы Земли, которые приводят к изменению локальных магнитных полей на ее поверхности. Эти поля и проявляет себя в так называемых субштормах, при которых аврорам полярных сияний сопутствуют сильные электрические токи между землей и атмосферой. Такие явления могут быть очень опасны для систем электропередач, электростанций, спутниковых систем глобального позиционирования, не говоря уже о чувствительной электронике.

Ученые постоянно изучают параметры субштормов, а также механизмы и циклы их рождения. Некоторое время назад британские исследователи из Университета Уорвика выяснили, что субштормы представляют собой элементы глобальной токовой системы, локализованной в высоких широтах и охватывающей примерно треть поверхности земного шара. В новой работе к ним присоединились физики Университетов Джонса Хопкинса, Бергена и Крэнфилда. В работе, выполненной под руководством доктора Лорен Орр и курируемой профессором Сандрой Чепман с физического факультета Университета Уорвика, они впервые применили новые математические алгоритмы социальных сетей. С их помощью группа проанализировала известные данные о динамике магнитных полей, собранные международной коллаборацией SuperMAG со 137 магнитометров, находящихся в Северном полушария. За изученный период с 1997 по 2001 год случился 41 субштормов.

Моделируя набор магнитометров как связную сеть, физики рассчитали временные изменения в корреляции между их сигналами вне зависимости от местоположения. Так в сети удалось выделить небольшие группы магнитометров. Анализ их поведения дал новые и неожиданные результаты. Оказалось, что через десять минут после рождения субшторма, происходил переход от многих некоррелированных групп сигналов магнитометров к единой когерентной системе магнитного поля, покрывающей большие пространства. Ученые считают: это свидетельствует о коллективном пространственном механизме аврор, которые представляют собой глобальную систему токов, а не сумму разделенных слабых и несвязанных токов. Коллективное возбуждение покрывало высокоширотную ночную область Земли. Отсутствие же корреляции на ранних стадиях может означать многофакторность механизма возникновения субштормов. Так получился новый метод контроля и изучения космической погоды. Профессор Чепман надеется, что они также помогут улучшить теории атмосферной плазмы и повысить точность предсказания явлений в ней.

(Nature Communications, 2021,12, 1)



Разные разности
Женщина изобретающая
Пишут, что за последние 200 лет только 1,5% изобретений сделали женщины. Не удивительно. До конца XIX века во многих странах женщины вообще не имели права подавать заявки на патенты, поэтому частенько оформляли их на мужей. Сегодня сит...
Мужчина читающий
Откуда в голове изобретателя, ученого вдруг возникает идея, порой безумная — какое-нибудь невероятное устройство или процесс, которым нет аналогов в природе? Именно книги формируют воображение юных читателей, подбрасывают идеи, из которых выраст...
Пишут, что...
…археологи обнаружили на стоянке мамонтов Ла-Прель в округе Конверс бусину, сделанную из кости зайца, возраст которой составляет около 12 940 лет… …астрофизики впервые обнаружили молекулы воды на поверхности астероидов Ирис и Массалия… ...
Слезы как оружие
Женщины прекрасно знают, что стоит пустить в ход слезы, как еще секунду назад грозный, орущий и злобный мужчина вдруг обмякает, теряется и становится похожим на кроткую овечку. Откуда такая обезоруживающая сила женских слез? В чем здесь дело?