Исчезнувший сигнал: как солнечная активность заглушила радиоголос Земли
Исследователи из НИУ ВШЭ и ИКИ РАН проанализировали данные спутника ERG (Arase) за семь лет и впервые подробно описали новое радиоизлучение Земли — гектометровый континуум, открытый в 2017 году. Выяснилось, что это излучение возникает спустя несколько часов после заката и исчезает через 1–3 часа после восхода Солнца. Чаще всего его фиксировали в летние месяцы, реже — весной и осенью. Однако к середине 2022 года, когда Солнце вошло в фазу повышенной активности, излучение полностью исчезло, но ученые предполагают, что сигнал может вернуться. Исследование опубликовано в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.
Земля постоянно излучает радиоволны — естественные электромагнитные сигналы, возникающие в околоземном пространстве. Их анализ помогает понять, как Солнце воздействует на магнитосферу — область вокруг Земли, где магнитное поле защищает ее от внешнего воздействия.
Внутри этой области формируются разные типы радиоизлучений, и одно из них — гектометровый континуум (ГМК). Это слабое естественное излучение в диапазоне 600–1700 килогерц, что значительно ниже частот вещания обычных радиостанций. Источники излучения находятся сравнительно близко к планете — на высоте около одного-двух земных радиусов, где магнитное поле все еще управляет движением заряженных частиц. На Земле такие волны не уловить: плотные слои ионосферы полностью их поглощают, поэтому наблюдать ГМК можно только с помощью космических аппаратов. В связи с этим гектометровый континуум открыли сравнительно недавно, в 2017 году, благодаря японскому спутнику ERG (Arase). С того времени сигнал фиксировали эпизодически, и полной картины его поведения не было.
Чтобы описать свойства ГМК и объяснить механизм его возникновения, исследователи ИКИ РАН и факультета физики НИУ ВШЭ собрали все доступные данные со спутника и проследили, как изменяется это излучение во времени. Для этого они проанализировали около тысячи эпизодов регистрации ГМК за 2017–2023 годы.
Результаты показали, что появление сигнала связано с процессами в околоземной плазме — области, заполненной заряженными частицами, которые движутся под действием магнитного поля Земли и солнечного ветра. По мнению авторов, гектометровый континуум возникает из-за двойного плазменного резонанса — явления, при котором в плазме совпадают два типа колебаний: собственные колебания плазмы и вращение электронов вокруг линий магнитного поля Земли. Такое совпадение создает неустойчивость, из-за которой плазма излучает радиоволны. Для этого нужны особые условия — определенная плотность плазмы и наличие горячих электронов с высокой энергией.
Выяснилось, что излучение существует только ночью и исчезает через 1–3 часа после восхода Солнца. Ученые объясняют это тем, что утреннее излучение Солнца увеличивает плотность плазмы и разрушает условия, необходимые для генерации радиоволн. После заката сигнал тоже возникает не сразу, а спустя несколько часов, когда ионосфера успевает остыть и восстановить нужные параметры для возбуждения ГМК.
Кроме суточного цикла, у излучения есть и сезонные особенности: оно чаще регистрировалось летом, реже — осенью и весной. С середины 2022 года сигнал исчез. Ученые связывают это с переходом Солнца в более активную фазу: в эти месяцы на его поверхности стало больше пятен, усилилось радиоизлучение на длине волны 10,7 см и вырос уровень ультрафиолета. Из-за этого изменилась структура плазмы, и условия для генерации континуума исчезли.
Александр Чернышов
«Интересно, что, в отличие от других радиосигналов, которые во время всплесков солнечной активности усиливаются, например аврорального километрового радиоизлучения, связанного с полярными сияниями, гектометровый континуум, наоборот, затихает. Поэтому мы предполагаем, что он может появиться вновь через несколько лет, когда солнечная активность снизится», — комментирует доцент базовой кафедры физики космоса ИКИ РАН Александр Чернышов.
Исследование помогает не только лучше понять магнитосферу Земли, но и потенциально проверить, могут ли подобные радиоизлучения возникать у экзопланет. Это может указывать на наличие у планеты собственного магнитного поля — важного условия для сохранения атмосферы и, возможно, существования жизни.
Вам также может быть интересно:
НИУ ВШЭ представил новый инструмент для оценки потенциальных рисков для территорий
В Высшей школе экономики прошла презентация доклада по финансовым решениям для климатической адаптации в России. Учитывая, что, по оценкам, каждый градус повышения среднегодовой температуры может привести к негативному эффекту в размере до 3 трлн рублей ежегодно, меры по адаптации сейчас необходимы, считают эксперты. На презентации ученые НИУ ВШЭ представили цифровой инструмент, который позволяет построить климатический риск-профиль территорий.
НИУ ВШЭ представил рейтинг регионов России по необходимости адаптации к изменению климата
В докладе Высшей школы экономики оценены шесть ключевых климатических рисков для страны: деградация вечной мерзлоты, лесные пожары, засухи, волны тепла, экстремальные осадки и водный стресс. Рейтинг позволяет оценить риски для каждого конкретного региона и скорректировать планы адаптации.
Лингвисты впервые описали историю подготовки переводчиков русского жестового языка
Команда исследователей из России и Великобритании впервые подробно описала, как формировалась и менялась система подготовки переводчиков русского жестового языка (РЖЯ). Это масштабное исследование охватывает период с XIX века до наших дней, раскрывая как достижения, так и проблемы профессиональной среды. Результаты работы опубликованы в сборнике “The Routledge Handbook of Sign Language Translation and Interpreting”.
Вышка запустила международный проект по изучению русского языка как иностранного
В середине октября состоялось торжественное открытие Международного образовательного онлайн-клуба по русскому языку как иностранному и русской культуре Школы иностранных языков ВШЭ. Проект GLAGOL’ объединил участников из 20 стран — иностранных студентов и преподавателей 10 факультетов Вышки, а также свыше 10 российских и зарубежных вузов.
ВШЭ наметила образ городов будущего
В ближайшие десятилетия муниципалитеты изменятся и станут пространствами здоровья, идентичности и цифровых решений. Ключевые тенденции городской трансформации обозначила проректор НИУ ВШЭ Вероника Минина, выступив в рамках Международного муниципального форума БРИКС — 2025. Также в рамках форума декан факультета географии и геоинформационных технологий НИУ ВШЭ Николай Куричев представил природно-климатические проекты ученых университета.
Ошибки, которые всё объясняют: ученые обсудили будущее психолингвистики
Мировая лингвистика сегодня переживает «многоязычную революцию»: эпоха англоязычного доминирования в когнитивных науках подходит к концу, все чаще исследователи изучают многообразие языков мира. Более того, мультилингвизм из экзотики становится нормой, что кардинально меняет представления о когнитивных возможностях человека. В Вышке обсудили будущее развитие экспериментальной лингвистики.
Ученые НИУ ВШЭ создали среду для моделирования подключенного и беспилотного транспорта
Разработка группы исследователей и студентов во главе с преподавателем департамента компьютерной инженерии МИЭМ ВШЭ Виталием Степанянцем, реализуемая в Учебной лаборатории систем автоматизированного проектирования МИЭМ ВШЭ под руководством Александра Романова и Александра Американова, впервые в мире позволяет одновременно учитывать детальное моделирование восприятия окружающей среды беспилотным транспортом и распространения сигналов подключенного транспорта. На сегодняшний день среда не имеет аналогов среди программ такого рода с открытым кодом.
«Развернуть обсуждение политики в области высшего образования в доказательное русло»
29 октября в НИУ ВШЭ открылась XVI Международная конференция исследователей высшего образования (ИВО) на тему «Высшее образование: между частным и общественным благом». Для участия в конференции зарегистрировались более 600 человек из 32 регионов России и семи зарубежных стран, поступило рекордное число заявок на выступления с докладами — 242, из которых было принято 88.
Облака ближе, чем кажется: итоги форсайт-сессии iFORA
Интеллектуализация управления, синергия с ИИ и переход к микрооблакам — такими будут главные тренды цифровой экономики в ближайшее десятилетие. На форсайт-сессии в НИУ ВШЭ ведущие эксперты в сфере облачных технологий обсудили их эволюцию до 2040 года — от интеллектуализации процессов до идей о переносе хранилищ в космос, чтобы минимизировать экологический ущерб планете.
Встреча с делегацией «Синьхуа»: в Вышке обсудили вопросы современной журналистики
22 октября в НИУ ВШЭ состоялась открытая встреча с представителями китайского информационного агентства «Синьхуа» во главе с руководителем аппарата генерального директора Сунь Чжипином. Обсуждались актуальные проблемы журналистики и особенности работы информационных агентств в современном медиапространстве. Многие студенты воспользовались возможностью задать вопрос и попрактиковаться в общении на китайском языке. Визит был организован факультетом мировой экономики и мировой политики совместно с Институтом медиа НИУ ВШЭ и информационным агентством ТАСС.