Російські вчені описали можливу причину зеленого світіння в небі

93

Група російських вчених з нду вше, ікі ран, ізміран описала розвиток в пиловій плазмі іоносфери модуляційної нестійкості електромагнітних хвиль, яка виникає при великих інтенсивностях електромагнітного випромінювання. Дослідники врахували непружні зіткнення частинок плазми іоносфери, а також сформулювали нові завдання і додатки, які необхідно розглянути в майбутньому. Результати дослідження опубліковані в журналі physics of plasmas.

Модуляційна взаємодія важлива для пояснення різних природних явищ. Це ключовий процес при переході плазми від стану слабкої турбулентності до стану сильної турбулентності. При слабкій турбулентності хвилі в плазмі поводяться хаотично, але слабо корелюють один з одним, на відміну від сильної турбулентності, коли взаємодія між ними істотне, в результаті чого утворюються сильно корельовані структури (солітони, кавітони, філаменти), генеруються магнітні поля, відбувається нагрів і ефективне прискорення частинок.

У попередній роботі 2009 року вчені вивчили можливість розвитку модуляційної нестійкості в плазмі іоносфери на висотах від 80 до 120 км у присутності високошвидкісних метеорних потоків. Виявилося, що метеорні потоки призводять до формування пилової плазми на цих висотах, що, в свою чергу, робить істотний вплив на характер протікання нелінійних процесів в плазмі.

У новому дослідженні автори відзначають важливу роль непружних зіткнень нейтралів (нейтральних атомів) з електронами та іонами пилової плазми іоносфери. При цьому вплив модуляційної нестійкості на поширення електромагнітних хвиль в пиловій іоносферній плазмі дуже важливо на висотах 90-120 км.це висота щільних шарів атмосфери, на якій нагріваються космічні апарати. Потрапляючи на ці висоти, метеороїди випаровуються, після чого метеорна речовина конденсується, і утворюються дрібні частинки, які стають частиною пилової плазми.

Модуляційна нестійкість в пиловій плазмі впливає на низькочастотну область спектра електромагнітних шумів, сприяє генерації інфразвукових хвиль, які можуть досягати поверхні землі.

«інфразвукові хвилі можуть збуджуватися внаслідок вивержень вулканів, землетрусів, польотів надзвукових літаків, вибухів на землі і т.д. У зв’язку з цим для нас важливо уявляти собі характер джерел інфразвуку, що дозволяє зрозуміти його походження», — вважає автор статті, професор факультету фізики нду вше, завідувач лабораторією ікі ран сергій попель.

Модуляційна взаємодія на висотах 110-120 км дозволяє пояснити посилення зеленого світіння в небі на довжині хвилі 557,7 нм. Воно призводить до генерації пилових звукових хвиль, які на висотах понад 110 км виявляються нестійкими, в результаті чого формуються вихори. Вихори, в свою чергу, перемішують речовину на різних висотах-з’являються умови для хімічних реакцій, що супроводжуються виділенням фотонів. Саме вони проявляють себе у вигляді зеленого світіння неба.

Також модуляційна взаємодія призводить до утворення неоднорідностей електронної та іонної концентрацій в іоносфері при роботі потужних нагрівних стендів, таких як haarp, eiscat та інші.

Крім цього, автори статті досліджували пилову плазму хвостів метеорів. Виявилося, що і в цьому випадку модуляційна взаємодія пояснює спостережувані ефекти, наприклад електрофонні шуми при прольоті метеорів.

” наші результати важливі для пояснення та опису природних явищ в іоносфері та атмосфері землі, зокрема поширення електромагнітних хвиль на висотах від 90 до 120 км. Планується продовження досліджень ефекту модуляційного збудження неоднорідностей в іоносфері при роботі таких установок, як haarp, eiscat та інші, що впливають на стан атмосфери землі», — коментує сергій попель