Ученые обнаружили над Землей следы космического урагана: почему это важно?

Чаще всего ураганы формируются над теплыми морями в нижних слоях атмосферы, в частности, в тропосфере. Они характеризуются наличием области низкого давления в центре (эпицентра или глаза урагана), сильными спиральными ветрами, а также интенсивными осадками.

В космосе астрономы заметили похожие ураганы на Марсе, Сатурне и Юпитере. Существуют еще солнечные газы, кружащиеся глубоко в атмосфере Солнца — так называемые солнечные смерчи шириной в несколько радиусов Земли.

Однако в верхних слоях атмосферы, где практически нет воздуха, ничего схожего с обычными ураганами не отмечалось и считалось, что штормов там быть не может из-за отсутствия условий для их образования. А наблюдения, зафиксированные над Северным полюсом военными метеорологическими спутниками еще в августе 2014 года, обнаружились только сейчас в процессе ретроспективного анализа, который совместно провели ученые из Китая, Норвегии, Великобритании, США. Когда спутники вращались вокруг нашей планеты и проходили над Северным полюсом, они уловили проблески массивного возмущения в верхних слоях атмосферы.

Вместе с анализом авторы исследования провели 3D-моделирование магнитосферы, чтобы получить наглядное изображение урагана в верхних слоях атмосферы. В результате в работе, опубликованной в Nature Communications, ученые подтвердили, что ураган действительно имел место, и предложили ключи к разгадке его формирования.

Своим названием космический ураган обязан механизмам и структуре, из-за которых шторм очень напоминал более привычные ураганы, обычно обрушивающиеся на береговые линии по всему миру. Правда, в этом случае вместо воды вихревая масса выбрасывала электроны, из-за чего ураган сопровождало полярное свечение.

Фиксация наблюдений и моделирование дали полную картину настоящего шторма. В диаметре он достигал 1000 км и при этом состоял из большого количества спиральных рукавов, закрученных против часовой стрелки. Ураган продолжался примерно 8 часов, после чего постепенно рассеялся.

Что интересно, это событие произошло при низкой геомагнитной и солнечной активности. То есть, по мнению ученых, такие штормы могут возникать даже на границе атмосферы других планет с космосом.

Ураганы обычно связаны с сильным переносом энергии и масс. То есть причиной их космических собратьев должны выступать быстрые потоки плазмы, испускаемые Солнцем в так называемом солнечном ветре, и заряженные частицы в магнитосфере и ионосфере Земли. А так как у всех планет в нашей Солнечной системе есть магнитные поля и плазма, то это еще один факт в пользу предположения, что ураганы в космосе могут быть весьма распространены.

Это понимание заставляет ученых по-новому взглянуть на процесс взаимодействия солнечного ветра, магнитосферы и ионосферы в спокойных геомагнитных условиях. Когда эти облака заряженных частиц летят в космосе, они могут подпитывать магнитные бури и вызывать удивительные проявления северного или южного сияния.

Кроме того, ученые регулярно наблюдают за космической погодой, потому что излучение от солнца может нанести ущерб спутникам на орбите и иногда нарушить инфраструктуру на земле, например, вызвать скачки напряжения в линиях электропередач.

А другие космические ураганы (если их существование подтвердится) могут иметь последствия для систем связи и навигации. Благодаря их изучению можно будет предусмотреть проблемы с высокочастотной радиосвязью и избежать ошибок в работе радиолокационных систем, спутниковой навигации и др.

Сейчас та же группа ученых планирует провести дополнительные исследования, чтобы определить, как часто случаются космические ураганы такого размера и продолжительности и имеют ли место более короткие и слабые штормы.