Історичні факти: таємнича "ігноросфера" виявляє загадки полярного сяйва на нашій планеті.

У вчених ще дуже мало даних про деякі шари атмосфери Землі, але нове дослідження дає змогу це виправити.

Дослідники вперше в історії зібрали комплексний набір даних, що охоплює всю атмосферу Землі, яка простягається до меж космосу. Вони сподіваються, що ця інформація дозволить краще зрозуміти маловивчені процеси, що відбуваються в атмосфері, зокрема, явища полярних сяйв. Результати дослідження були опубліковані в журналі Progress in Earth and Planetary Science, повідомляє Space.

У Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал! Приєднуйтесь, щоб бути в курсі найактуальніших та найцікавіших новин з галузі науки!

Учені постійно вивчають деякі шари атомсфери Землі. Наприклад, мільйони метеостанцій по всьому світу і сотні метеорологічних куль щодня проводять вимірювання всієї тропосфери, найнижчої області атмосфери. Кулі також досягають нижньої частини стратосфери, яка знаходиться над тропосферою. Обсяг даних, отриманих у результаті цих вимірювань, дає змогу робити практично безпомилкові прогнози погоди.

Проте те, що відбувається в мезосфері — шарі розрідженого повітря над стратосферою, який простягається майже до межі космосу, залишається практично не дослідженим. Через обмежені знання вчених про процеси, що відбуваються в цій частині атмосфери, мезосферу іноді охрестили "ігноросферою".

Мезосфера знаходиться на такій висоті, що занадто висока для метеоритних сферах і водночас занадто низька для дослідження за допомогою супутників, які перебувають на орбіті.

Автори цього дослідження вирішили підійти до проблеми через комп'ютерне моделювання. Вони використали унікальні вимірювання метеорологічних параметрів, отримані в "ігноросфері" за допомогою метеорологічних ракет та наземних радарів, щоб створити перший в історії комплексний набір даних про всю атмосферу Землі. Основна увага моделювання була зосереджена на відтворенні процесів, що відбуваються в мезосфері.

Для цього аналізу були задіяні дані, зібрані впродовж 2003–2023 років, які охоплювали всю атмосферу до висоти 110 км. На думку дослідників, цей масив інформації дозволить вивчати і моделювати ряд таємничих явищ, що спостерігаються на великих висотах, зокрема полярні сяйва.

У мезосфері відбувається безліч явищ, пов'язаних із космічними атмосферними явищами. Коли заряджені частинки, що викидаються Сонцем, досягають Землі, вони взаємодіють із розрідженими газами на великій висоті, збуджуючи молекули повітря. В результаті цього процесу молекули випромінюють світло, яке ми спостерігаємо у вигляді полярного сяйва. Проте існують також інші, менш помітні ефекти, які космічна погода справляє на нашу атмосферу.

Сонячні частинки можуть змінювати хімію озону і руйнувати озоновий шар. Також полярні сяйва можуть створювати гравітаційні хвилі, які поширюються вниз в атмосферу, кажуть учені.

Гравітаційні хвилі (не слід змішувати з тими, що утворюються в результаті злиття чорних дір) — це вихрові структури, що формуються в атмосфері. Вони здатні переносити енергію по всій Землі і мають вплив на кліматичні системи. Проте, досі науковці не змогли повністю розкрити впливи гравітаційних хвиль, що виникають на великих висотах.

Дослідники стверджують, що новий набір даних дозволяє проводити моделювання гравітаційних хвиль у всій атмосфері, охоплюючи ділянки від земної поверхні до меж космосу.

Ці дані також нададуть можливість вченим детальніше вивчити, як нижня атмосфера впливає на іоносферу — шар, що простягається вище 80 км, де газові частинки постійно іонізуються під впливом сонячного вітру. Атмосферні хвилі, такі як гравітаційні та приливні хвилі великого масштабу, відіграють важливу роль у процесі іоносферного динамо, який генерує електричний струм навколо Землі через взаємодію між магнітними полями нашої планети та рухами іонізованого повітря в іоносфері.

Науковці вважають, що новий масив даних допоможе розкрити й інші загадки, пов’язані з атмосферою нашої планети.

Фокус вже згадував, що телескоп Хаббл продемонстрував, як виглядають новонароджені зірки в туманності Оріона. На знімку, зробленому цим телескопом, можна побачити дві протозірки, які перебувають у процесі перетворення на звичайні зірки.