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:
ВШЭ ищет новые идеи для ИИ-агентов: стартовал конкурс инициатив
Высшая школа экономики приглашает исследователей и преподавателей представить концепции новых цифровых продуктов на базе искусственного интеллекта. Лучшие проекты получат экспертную и технологическую поддержку. Заявки принимаются до 19 декабря.
В Вышке создан Институт робототехнических систем
Решение об этом принял Ученый совет НИУ ВШЭ. У нового института будет мощная фундаментальная база, он будет сотрудничать с другими профильными подразделениями, вовлекать студентов и аспирантов в исследования и разработки. К каким практическим результатам приведет работа института и как планируется организовать взаимодействие с его индустриальным партнером, «Вышке.Главное» рассказал первый проректор НИУ ВШЭ, директор Института статистических исследований и экономики знаний Леонид Гохберг.
Ученые обнаружили один из самых долгих случаев ковида
Международная группа исследователей при участии ученых из НИУ ВШЭ изучила необычный образец вируса SARS-CoV-2 у ВИЧ-положительной пациентки. Генетический анализ позволил выявить множественные мутации и установить, что вирус эволюционировал в организме на протяжении 2 лет. Это подтверждает теорию о том, что вирус способен годами оставаться в организме отдельных людей, постепенно накапливать мутации и затем выплескиваться в популяцию. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.
НИУ ВШЭ стал лидером рейтинга вузов — участников программы «Приоритет-2030»
Министерство науки и высшего образования РФ опубликовало обновленный список участников программы «Приоритет-2030». Всего поддержку в этом году получат 106 университетов. Высшая школа экономики вошла в первую группу и возглавила рейтинг вузов.
Ученые НИУ ВШЭ нашли рецепт против выгорания студентов
Исследователи Института образования НИУ ВШЭ показали, сколько времени имеет смысл тратить на учебу, внеучебную активность и личную жизнь, чтобы поддерживать успеваемость в вузе без ущерба для ментального здоровья. Анализ ответов 2753 студентов и их реальных академических показателей выявил точки риска, например избыток домашних заданий, и точки роста: сон, спорт, умеренную вовлеченность в проекты. С учетом полученных результатов ученые подготовили практические рекомендации для студентов и университетов. Работа опубликована в European Journal of Education.
«У нас возникают эффекты перелива идей от фундаментальных проектов к прикладным и — обратные»
Созданная 11 лет назад Международная лаборатория экономики нематериальных активов (МЛЭНА) дала старт созданию институционализированных научных подразделений в пермском кампусе Вышки. Компетенции сотрудников лаборатории по обработке и анализу данных позволили им сочетать фундаментальные исследования и прикладные проекты, в том числе по разработке моделей рисков и кибербезопасности для Сбера. О деятельности МЛЭНА «Вышке.Главное» рассказали заведующий лабораторией профессор Петр Паршаков и старший научный сотрудник профессор Мария Молодчик.
«Сегодня мы живем в эпохе “рутинной новизны”»
В НИУ ВШЭ продолжается реализация стратегического технологического проекта (СТП) «Национальный центр социально-экономического и научно-технологического прогнозирования». Новостная служба «Вышка.Главное» рассказывает о том, как в систему прогнозирования вписываются культура и общественные ценности и как на них влияет искусственный интеллект.
Преподаватели Вышки награждены премией Yandex ML Prize 2025
Премия Yandex ML Prize вручается преподавателям и руководителям образовательных программ, благодаря которым в России развивается область искусственного интеллекта. В этом году лауреатами, отобранными из 300 соискателей, стали 10 человек, и среди них трое сотрудников факультета компьютерных наук (ФКН) Вышки. Также была вручена специальная награда «Зал славы» — за вклад в становление машинного обучения как образовательного направления. Одним из ее обладателей стал Дмитрий Ветров, профессор-исследователь ФКН ВШЭ.
Ученые ВШЭ показали, как с помощью МЭГ точнее картировать речь в мозге
Ученые из Центра языка и мозга ВШЭ показали, как точнее определять границы речевых зон в мозге. Для этого они использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) вместе с заданием на завершение предложений, которое активирует речевые области и показывает их работу в реальном времени. Такой подход поможет врачам лучше планировать операции и повысит точность диагностики в тех случаях, когда фМРТ не является оптимальным методом. Исследование опубликовано в журнале European Journal of Neuroscience.
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.