Русский
Русский
English
Статистика
Реклама

Магнитосфера Земли

Магнитосфера Земли была одним из первых открытий космической эры. Мы знали, что у Земли есть магнитное поле и оно очень неоднородно, а также что Солнце деформирует его, но до начала космической эры не были уверены, что Земля расположена в полости магнитосферы. Как ученые исследуют магнитное поле Земли и что мы знаем о полярных сияниях, рассказывает физик Дэвид Саутвуд.Первые данные о магнитосфере Земли были получены при помощи космических аппаратов в 19591960 годах: мы обнаружили, что магнитное поле Земли простирается в космос и образует полость вокруг нее, но, как ни странно, в нем полно довольно неприятных заряженных частиц. Один из ученых даже сказал: Космос радиоактивен!Итак, магнитосфера защищает нас, но при этом содержит потенциально опасное высокоэнергетическое излучение. Нам нужно понять, откуда оно взялось и как защитить от его воздействия в первую очередь космонавтов, а также космические аппараты. Можно было бы подумать: космические аппараты наверняка прочные с ними-то все должно быть в порядке. Но нет: космические аппараты работают благодаря электронике, а излучение может ее повредить. Примерно в 1970-х годах мы потеряли ряд космических аппаратов, один из которых мог даже спровоцировать начало Третьей мировой войны, потому что американцы о нем ничего не знали, но причиной были вполне естественные повреждения от космического излучения, а не вражеский удар по аппарату. К счастью, теперь мы лучше понимаем происходящие процессы и специально потратили много времени на то, чтобы научиться предсказывать возможные проблемы.Когда я был студентом, мне нужно было сделать выбор, в какой области я буду работать дальше. Я хотел заниматься физикой плазмы и магнитной гидродинамикой, но у меня было два варианта. Можно было уйти в лабораторию и работать над ядерным синтезом, поскольку на него возлагались и возлагаются большие надежды как на будущий источник электроэнергии: многие ученые по всему миру пытаются создать термоядерный реактор, который стал бы чистым источником энергии. Второй вариант заниматься исследованиями плазмы в космосе, и я решил, что космос намного интереснее. С одной стороны, магнитосфера Земли совсем рядом, но, с другой стороны, при помощи космических аппаратов можно детально изучить процессы, которые могут происходить далеко в космосе, это такая астрофизика на дому.Я буквально влюбился в магнитосферу Земли, потому что здесь можно изучать физику четвертого агрегатного состояния вещества: мы знаем, что вещество может быть твердым, жидким и газообразным, но есть еще четвертое агрегатное состояние плазма, которую очень тяжело поддерживать на Земле, поскольку для нее нужны высокие температуры. Но большая часть Вселенной находится в состоянии плазмы: если вы по-настоящему космическое существо, для вас оно привычно, но, если вы живете на Земле, для вас это что-то необыкновенное. Магнитосфера Земли самая удобная для исследований область, где можно встретить естественную плазму и где можно наблюдать связанные с ней процессы. Плазма демонстрирует взаимовлияние Солнца и Земли, где магнитное поле Солнца касается магнитосферы Земли, я работал в исследовательской группе Имперского колледжа Лондона, которая первой смогла объяснить, как Солнце влияет на магнитосферу Земли.Однако мне интереснее всего исследовать естественные процессы в магнитосфере. В начале карьеры я много работал над магнитогидродинамическими волнами внутри магнитосферы. Магнитосфера Земли это ограниченное пространство, немного как эхокамера: когда солнечный ветер обрушивается на магнитосферу Земли, образуются сложные волны. Первую половину своей карьеры я работал именно в этой области.Пожалуй, сейчас по-прежнему не до конца понятна сущность полярных сияний. Мы понимаем на базовом уровне, как они возникают, но когда я вижу их, то думаю: все намного сложнее, чем в наших теориях. Наши теории объясняют, почему нужно отправиться в Северную Норвегию, или Исландию, или на Новую Землю, чтобы их увидеть: нужно быть близко к полюсу. Но полярное сияние похоже на волны, на драпировки, и, когда я вижу, как они движутся в небе, мне всегда кажется, что мы не очень хорошо понимаем их сущность. Полярные сияния точно связаны с физикой плазмы и процессами, происходящими снаружи, в магнитосфере Земли. Так что я по-прежнему считаю, что нам нужно продолжать исследовать магнитосферу Земли, и это достаточно важный объект, чтобы выделять бюджетные средства для ее изучения. Некоторые считают, что нам нужно изучать ее из-за того, что мы живем в обществе, завязанном на работе электроники: телефонов, телевизоров, систем связи и так далее магнитные бури могут повлиять на их работу. Но для меня это только часть проблемы. Мы по-прежнему не можем объяснить работу всей этой системы, и, мне кажется, здесь есть место для базовых научных исследований. А эти базовые знания будут иметь огромное значение не только на Земле. Моя работа над магнитогидродинамическими волнами повлияла на то, как мы понимаем волны в атмосфере Солнца. Мы занимаемся астрофизикой на дому. Даже если мы сможем отправить космические аппараты к самым разным объектам Вселенной, о чем мы раньше не могли и мечтать, нам все равно нужно исследовать нашу родную систему магнитосферу Земли.
Источник: postnauka.ru
К списку статей
Опубликовано: 29.01.2021 14:04:54
0

Сейчас читают

Комментариев (0)
Имя
Электронная почта

Общее

Категории

Последние комментарии

© 2006-2021, umnikizdes.ru