Вчені, переглянувши архівні дані кількох місій NASA, схоже, нарешті розгадали одну з давніх загадок космічної фізики — що саме «живить» авроральні дуги, один із найефектніших різновидів полярного сяйва.
З поверхні Землі вони виглядають як зелені світні завіси, що повільно ковзають нічним небом. А з орбіти — як тонкі яскраві лінії, що ніби розрізають атмосферу. Відомо, що це світло виникає, коли електрони, розігнані електричними полями в космосі, врізаються в атоми атмосфери та змушують їх світитися. Проте довгий час залишалося незрозуміло, звідки береться енергія для цих електричних полів — своєрідної «космічної батареї» авроральних дуг.
Ключ до відповіді знайшли у старих спостереженнях. Команда під керівництвом Шена Тяня з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі звернула увагу на подію квітня 2015 року, коли одну й ту саму авроральну дугу одночасно зафіксували кілька незалежних систем. Серед них — зонди NASA Van Allen Probes, супутник ВПС США DMSP F19, а також наземні камери місії THEMIS.
Таке «накладання» даних з різних точок зору трапляється рідко, але саме воно дозволило побачити повну картину того, що відбувалося в навколоземному просторі. Аналіз показав: джерелом енергії для електричних полів стали хвилі Альфвена — особливі магнітогідродинамічні хвилі, які поширюються вздовж силових ліній магнітного поля Землі.
Простіше кажучи, ці хвилі передають енергію з космосу вниз уздовж магнітних «ліній-провідників», прискорюючи електрони. А вже ті, досягнувши атмосфери, створюють знайоме зелене сяйво.
Результати дослідження, опубліковані в журналі Nature Communications, добре узгоджуються з іншими спостереженнями. Подібні процеси NASA вже фіксувала біля Юпітера — там їх помітив апарат Juno. Тому вчені припускають, що хвилі Альфвена можуть бути універсальним механізмом, який живить полярні сяйва не лише на Землі, а й на інших планетах.
Це відкриття важливе не лише з наукової точки зору. Розуміння того, як саме передається енергія в навколоземному просторі, допомагає краще прогнозувати космічну погоду — явища, які можуть впливати на супутники, зв’язок і навіть електромережі на Землі. Іноді, щоб зробити крок уперед, достатньо уважно подивитися на дані, зібрані роками раніше.
