Учёные NASA при помощи Planeterrella в лабораторных условиях воссоздали полярное сияние

Учёные исследовательского центра NASA Langley Research Center, используя инструмент, в основу которого легли принципы создания световых шоу, воссоздали в лабораторных условиях одно из самых зрелищных атмосферных явлений – полярное сияние.

Модель атмосферного явления, созданная устройством, которое получило название Planeterrella, воплощает в себе все характерные компоненты полярного сияния – магнитное поле, заражённые частицы и отличительное красочное свечение – люминесценцию.

Как объясняет Guillaume Gronoff, работающий над созданием Planeterrella, созданное им и его коллегами устройство воссоздаёт в локальных масштабах атмосферу Земли на высоте порядка 80 км – оптимальную высоту для формирования полярного сияния. Это редкое атмосферное явление возникает при взаимодействии слоёв атмосферы с заряженными частицами солнечного ветра.

Согласно Gronoff, установка Planeterrella – это доработанный аналог экспериментальной разработки XIX столетия, известной как Terrella, которая впервые продемонстрировала результат взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем. Gronoff и его команда полностью модернизировали ранее разработанное устройство, добавав несколько комплектующих, что позволило создать «сферы» полярного сияния, характерного для Земли и нескольких других планет.

Как отмечает разработчик, благодаря Planeterrella в лабораторных условиях теперь возможно воссоздать явление, происходящее, когда Ио, спутник Юпитера, посылает заряжённые частиц крупнейшей планете Солнечной системы. Или, например, смоделировать полярное сияние на Нептуне и Урале, когда их магнитные поля устремлены к Солнцу.

В Европе есть порядка 10 подобных Planeterrella установок, первая из которых была создана Jean Lilensten из Centre national de la recherche scientifique (CNRS) при поддержке учёных из Institut de Planetologie et d’Astrophysique de Grenoble (IPAG) во Франции.

Planeterrella стала одной из первых подобных разработок в США. Создание устройства стало возможным благодаря сотрудничеству Virginia Air and Space Center (VASC) и NASA Langley’s Science Directorate в рамках программы Research Opportunities in Space and Earth Sciences (ROSES).

Изучение специфики полярных сияний между Солнцем и Землёй является ключевой областью исследований для NASA’s Science Mission Directorate, однако Planeterrella в большей степени призвана демонстрировать другим, как именно происходит механизм возникновения этого редкого атмосферного явления.

Gronoff объясняет, что Planeterrella позволяет учёным формировать аналоги магнитных полей для создания моделей полярного сияния, например, на Марсе, у которого вообще нет глобального магнитного поля, или на Уране или Нептуне, возникновения полярного сияния на которых возможно лишь, когда их магнитные поля обращены по направлению к Солнцу.

По словам разработчика, Planeterrella – всего лишь упрощённая иллюстрация более сложного атмосферного явления, происходящего в магнитосферах Земли. Например, различия химического состава атмосферы каждой планеты приводит к тому, что возникают различные цветовые вариации полярных сияний. Цель Gronoff — разработать алгоритм ведения переменной химического состава, что позволит смоделировать полярное сияние на Марсе.

Презентация Planeterrella в музее VASC запланирована на конец года. Планируется создание копии Planeterrella, которая будет использоваться в качестве наглядного пособия для студентов. Gronoff убеждён, что разработанное им устройство поможет студентам лучше понимать специфику взаимодействия заряженных частиц с магнитным полем.

Подготовлено по материалам: kosmo-apparaty.ru