Дивні плазмові кульки в атмосфері можуть становити загрозу для авіації та комунікацій: що відомо (фото)

Учені знайшли спосіб виявлення невидимих гігантських плазмових бульбашок, які ховаються у верхніх шарах атмосфери нашої планети. Результати можуть допомогти уникнути потенційних авіакатастроф.

Величезні плазмові бульбашки в іоносфері Землі залишаються фактично невидимими, але вони заважають нормально проходити сигналам GPS і радіосигналам. Ці бульбашки дуже складно відстежувати, але вчені знайшли новий спосіб їх виявляти. Дослідження опубліковано в журналі в журналі Space Weather, пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Екваторіальні плазмові бульбашки розташовані в іоносфері, яка є частиною атмосфери Землі на висоті понад 50 км від її поверхні. У цьому шарі більшість газу іонізується або втрачає електрони під впливом сонячного випромінювання, перетворюючись на величезне море плазми.

Бульбашки в іоносфері нагадують отвори в швейцарському сирі — це порожнисті утворення. Вони виникають у момент, коли Сонце заходить за горизонт, і відсутність сонячного світла призводить до різкого припинення процесу іонізації. Проте ці бульбашки формуються лише в районі магнітного екватора нашої планети.

Плазмові оболонки можуть досягати ширини від 10 до 100 км. Оскільки їх не видно без спеціального обладнання, вимірювання та моніторинг цих утворень в реальному часі є вкрай складними завданнями. Проте знання про їхнє розташування є критично важливим, адже вони здатні впливати на роботу GPS-систем та заважати радіосигналам, що відбиваються від іоносфери на великі відстані, що робить їх потенційно небезпечними.

Науковці створили інноваційний метод для виявлення плазмових бульбашок, спостерігаючи за світлом, яке випромінює повітря. Це явище нагадує північне сяйво і виникає внаслідок охолодження плазми в верхніх шарах іоносфери вночі, коли вона рекомбінує в гази, випускаючи енергію у вигляді світла.

Дослідники виявили, що плазмові бульбашки незначно модифікують зовнішній вигляд світіння, яке виникає в їхньому оточенні. Після цього команда навчила алгоритм машинного навчання, використовуючи зображення світіння повітря для виявлення ознак його трансформацій. Найефективніша з їхніх моделей змогла точно ідентифікувати й виміряти бульбашки в 88% випадків.

Проте ключовим недоліком цього підходу є те, що він функціонує лише за умови світіння атмосфери, яке може бути відсутнє під час зниження сонячної активності.

Науковці сподіваються, що їхнє дослідження зможе запобігти ряду потенційних проблем. Одна з таких проблем полягає в тому, що плазмові бульбашки можуть перешкоджати нормальному проходженню GPS-сигналів від супутників, що може призвести до збою в програмному забезпеченні, яке відповідає за визначення геолокації. Рік тому інша група дослідників виявила, що GPS-системи на літаках особливо вразливі до цих перешкод, що може викликати невеликі відхилення від заданого курсу. Хоча ймовірність зіткнення чи аварії залишається низькою, вона все ж не можна повністю виключати. Окрім того, плазмові бульбашки можуть також заважати передачі радіосигналів, що може призводити до втрати зв'язку.

Як повідомляв Фокус, під час входження в атмосферу Землі сталася надзвичайна ситуація з експериментальним космічним апаратом, який вивів на орбіту капсули з людськими залишками. У підсумку цей апарат разом зі своїм вантажем занурився в води Тихого океану.

Фокус також повідомляв, що дослідження земних організмів може дати підказки про можливі умови життя інопланетян. Вчені проаналізували лишайники, що ростуть у пустелі США, і встановили, що вони мають унікальні механізми захисту від найагресивнішого сонячного випромінювання. Подібні адаптації можуть бути притаманні організмам на інших планетах, які знаходяться поблизу небезпечних зірок.