Los científicos han descrito la posible causa del brillo verde en el cielo

Un grupo de científicos rusos de NIU HSE, IKI RAS e izmiran describieron el desarrollo en el plasma de polvo de la ionosfera de la inestabilidad de modulación de las ondas electromagnéticas, que se produce a altas intensidades de radiación electromagnética. Los investigadores tuvieron en cuenta las colisiones inelásticas de partículas de plasma de la ionosfera, y también formularon nuevas tareas y aplicaciones que deben considerarse en el futuro.

Los resultados del estudio se publican en la revista Physics of plasma. La interacción moduladora es importante para explicar diferentes fenómenos naturales. Este es un proceso clave en la transición del plasma de un estado débil a un estado de turbulencia fuerte. Con una turbulencia débil, las ondas en el plasma se comportan de manera caótica pero mal correlacionadas entre sí, a diferencia de la turbulencia fuerte, donde la interacción entre ellas es sustancial, lo que resulta en estructuras altamente correlacionadas (solitones, cavitones, filamentos), campos magnéticos generados, calentamiento y aceleración efectiva de partículas.

En un trabajo anterior de 2009, los científicos estudiaron la posibilidad de desarrollar inestabilidad modulatoria en el plasma de la ionosfera a altitudes de 80 a 120 km en presencia de lluvias de meteoros de alta velocidad. Resultó que las lluvias de meteoros conducen a la formación de plasma de polvo en estas altitudes, lo que a su vez tiene un efecto significativo en el patrón de flujo de procesos no lineales en el plasma.

En el nuevo estudio, los autores señalan el importante papel de las colisiones inelásticas de neutrales (átomos neutros) con electrones e iones del plasma de polvo de la ionosfera. Al mismo tiempo, el efecto de la inestabilidad de modulación en la propagación de ondas electromagnéticas en el plasma ionosférico de polvo es muy importante a altitudes de 90-120 kilómetros. Esta es la altura de las capas densas de la atmósfera a la que se calientan las naves espaciales. Al llegar a estas alturas, los meteoroides se evaporan, después de lo cual la materia meteórica se condensa y se forman pequeñas partículas que se convierten en parte del plasma de polvo.

La inestabilidad de modulación en el plasma de polvo afecta la región de baja frecuencia del espectro de ruidos electromagnéticos, contribuye a la generación de ondas infrasónicas que pueden alcanzar la superficie de la Tierra.

"Las ondas infrasónicas pueden excitarse debido a erupciones volcánicas, terremotos, vuelos de aviones supersónicos, explosiones en la tierra, etc. En este sentido, es importante para nosotros imaginar la naturaleza de las Fuentes de infrasonido, lo que nos permite comprender su origen", dice el autor del artículo, profesor del Departamento de física de NIU HSE, jefe del laboratorio de ICA RAS Sergey popel.

La interacción de modulación a altitudes de 110-120 kilómetros permite explicar el aumento del brillo verde en el cielo a una longitud de onda de 557,7 nm. Produce ondas de sonido polvorientas que, a altitudes superiores a 110 kilómetros, resultan inestables, lo que da lugar a la formación de vórtices. Aquellos, a su vez, agitan la materia a diferentes altitudes: hay condiciones para reacciones químicas acompañadas de la liberación de fotones. Son ellos los que se manifiestan en forma de un resplandor verde del cielo.

Además, la interacción de modulación conduce a la formación de heterogeneidad de las concentraciones de electrones e iones en la ionosfera durante el funcionamiento de bancos de Calefacción potentes, como HAARP, EISCAT y otros. Además, los autores del artículo examinaron el plasma de polvo de las colas de los meteoros. Resultó que, en este caso, la interacción de modulación explica los efectos observados, por ejemplo, los ruidos electrofónicos durante el sobrevuelo de meteoros.

"Nuestros hallazgos son importantes para explicar y describir los fenómenos naturales en la ionosfera y la atmósfera de la Tierra, en particular la propagación de ondas electromagnéticas a altitudes de 90 a 120 kilómetros. Se planea continuar la investigación sobre el efecto de la excitación moduladora de las heterogeneidades en la ionosfera durante el trabajo de instalaciones como HAARP, EISCAT y otras que afectan el estado de la atmósfera de la Tierra", comenta Sergey popel.