Учёные впервые детально проследили, как энергия Солнца проникает в магнитное поле Земли через полярные «воронки»

Физики Университета Айовы впервые с высокой детализацией описали, как энергия Солнца взаимодействует с магнитным полем Земли и проникает в верхние слои атмосферы. Работа позволяет точнее понять механизмы формирования космической погоды — процессов, способных влиять на спутники, радиосвязь и навигацию.

Ключевым объектом анализа стали магнитосферные каспы — области вблизи полярных регионов, где линии магнитного поля Земли образуют своеобразные «воронки». Через них заряженные частицы солнечного ветра могут напрямую проникать в ионосферу — верхний слой атмосферы на высотах нескольких сотен километров.

Учёные измеряли скорости и концентрации электронов на низкой околоземной орбите в этих областях, что позволило проследить путь энергии от момента магнитного пересоединения до её воздействия на ионосферу. Магнитное пересоединение — это процесс, происходящий на границе взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли на расстоянии десятков тысяч километров, при котором происходит перестройка магнитных линий и высвобождение энергии.

Изображение сгенерировано: Nano Banana

Особую роль в этих процессах играют электроны. Из-за крайне малой массы они первыми реагируют на изменения магнитного поля и выступают своего рода «ранними сигналами» событий в магнитосфере. Именно по их распределению и энергии можно восстановить структуру и динамику процессов переноса энергии.

Данные были получены в рамках миссии TRACERS (Tandem Reconnection and Cusp Electrodynamics Reconnaissance Satellites), запущенной в июле 2025 года. Два спутника миссии выполняют измерения плазмы, ионов и электронов, последовательно проходя через области взаимодействия солнечного ветра и магнитного поля Земли.

В ходе анализа было зафиксировано 149 пересечений области магнитосферного каспа, из которых 57 показали характерные сигналы электронного рассеяния на экваториальной границе этой зоны.

По словам авторов, именно эта граница — ключевая зона, где энергия солнечного ветра впервые начинает проникать в ионосферу. Зафиксированные электронные сигналы фактически подтверждают момент передачи энергии от процессов магнитного пересоединения к ближнему космическому окружению Земли.

Результаты позволяют уточнить, как именно и с какой временной и пространственной структурой происходит перенос энергии от Солнца к Земле. Это важно для понимания «дискретности» процесса — происходит ли он непрерывно или в виде отдельных импульсов.

В перспективе такие данные могут улучшить прогнозирование космической погоды, которая напрямую влияет на работу спутниковых систем, радиосвязи и навигации, а также повысить точность моделей взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой Земли.

©  iXBT