Ученые из Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики» и Института космических исследований РАН впервые детально описали поведение загадочного радиоизлучения Земли, известного как гектометровый континуум. Анализ данных, собранных японским спутником ERG (Arase) за период с 2017 по 2023 год, показал, что этот естественный радиоголос нашей планеты полностью исчез к середине 2022 года. Исследователи связывают это явление с переходом Солнца в фазу повышенной активности, которая нарушила хрупкие условия генерации сигнала в околоземном пространстве. При этом ученые не исключают возвращения излучения в будущем, когда солнечная активность пойдет на спад.
Земля постоянно окружена собственным радиоореолом — различными типами естественных электромагнитных сигналов, возникающих в ее магнитосфере. Изучение этих излучений критически важно для понимания того, как Солнце влияет на защитный магнитный щит планеты. Гектометровый континуум, открытый лишь в 2017 году, представляет собой слабое излучение в диапазоне 600−1700 килогерц. Его источники расположены относительно близко к Земле, на высоте около одного-двух ее радиусов. Уловить этот сигнал с поверхности невозможно, так как плотные слои ионосферы его полностью поглощают, поэтому наблюдения ведутся исключительно с космических аппаратов.
Чтобы раскрыть природу и механизмы возникновения гектометрового континуума, исследователи собрали и проанализировали около тысячи эпизодов его регистрации. Результаты показали, что излучение рождается в околоземной плазме благодаря явлению двойного плазменного резонанса. Это происходит, когда в плазме совпадают собственные колебания и вращение электронов вокруг силовых линий магнитного поля Земли, создавая неустойчивость, которая и приводит к излучению радиоволн. Для этого процесса необходимы строго определенные условия: конкретная плотность плазмы и наличие горячих электронов с высокой энергией.
Анализ данных выявил четкие суточные и сезонные циклы в поведении сигнала. Излучение существует только в ночное время, появляясь спустя несколько часов после заката и исчезая через один-три часа после восхода Солнца. Утренние солнечные лучи увеличивают плотность плазмы, разрушая хрупкий баланс, необходимый для генерации волн. После заката ионосфере требуется время, чтобы остыть и восстановить параметры для возбуждения континуума.
Что касается сезонности, то чаще всего сигнал фиксировался летом, реже — весной и осенью. Однако с середины 2022 года гектометровый континуум перестал регистрироваться вовсе. Ученые объясняют это резким ростом солнечной активности, который проявился в увеличении числа пятен на Солнце, усилении радио- и ультрафиолетового излучения. Эти изменения нарушили структуру плазмы, и условия для возникновения континуума исчезли.
Как комментирует доцент базовой кафедры физики космоса ИКИ РАН Александр Чернышов, уникальность гектометрового континуума в том, что, в отличие от других радиосигналов, которые усиливаются во время солнечных всплесков, он, наоборот, затихает. Это дает основания предполагать, что излучение может появиться вновь через несколько лет, когда солнечная активность снизится.
Ранее астрономы обнаружили радиосигналы от черной дыры, поглощающей звезду.
