Астрономи розгадали природу аномального радіовипромінювання, що оточує Землю

Дослідники з Інституту космічних досліджень РАН вперше детально описали новий тип радіовипромінювання поблизу Землі — гектометричний континуум. Це природне вузькосмугове випромінювання в діапазоні 600‑1700 кГц відкрили у 2017 році за допомогою японського супутника ERG. Аналіз семирічних даних показав, що сигнал з’являється через кілька годин після заходу Сонця й зникає через одну-три години після світанку, найчастіше влітку.

Джерела гектометричного континууму розташовані на висотах близько однієї-двох земних радіусів, де магнітне поле визначає рух заряджених частинок. Таке випромінювання неможливо зафіксувати із Землі через повне поглинання іоносферою, тому спостереження можливе лише з орбіти.

Команда проаналізувала близько тисячі спостережень за 2017–2023 роки. З’ясувалося, що гектометричний континуум виникає внаслідок подвійного плазмового резонансу — явища, коли збігаються природні коливання плазми та обертання електронів навколо силових ліній магнітного поля. Такий збіг створює нестійкість, що призводить до генерації радіохвиль.

Приклад гектометрового континуального випромінювання (HMC), зареєстрованого супутником ERG (Arase) 26 вересня 2019 року. Верхня панель показує, як інтенсивність радіосигналу змінювалася в діапазоні 100‑2000 кГц. Горизонтальні смуги між 850 і 1750 кГц відповідають HMC. Три короткі імпульси на частотах між 300 і 700 кГц представляють авроральне кілометрове випромінювання (AKR), яке виникає в полярних регіонах під час періодів магнітних збурень. Нижня панель показує зміни параметра, пов’язаного з поляризацією радіосигналу, розрахованого на основі вимірювань електричного поля, зроблених супутником. Випромінювання HMC має ліву поляризацію (червоно-помаранчеві області), тоді як AKR має праву поляризацію (сині області). Відмінності в поляризації та частоті дозволяють надійно розрізняти ці два типи радіовипромінювання в магнітосфері Землі. Джерело: Jour­nal of Geo­phys­i­cal Research: Space Physics. DOI: 10.1029/2025JA033900.

Дослідники пояснили добовий та сезонний цикли сигналу. Вранці сонячне випромінювання підвищує густину плазми, руйнуючи умови для утворення гектометричного континууму, тоді як після заходу Сонця потрібні параметри відновлюються лише через кілька годин. Із середини 2022 року випромінювання зникло через підвищення сонячної активності. Доцент Олександр Чернишов зазначив, що на відміну від інших типів радіовипромінювань сигнал слабшає під час сонячних спалахів і може з’явитися знову через кілька років.

Результати допомагають глибше зрозуміти процеси в земній магнітосфері та відкривають можливості для досліджень інших планет. Подібні радіосигнали на екзопланетах могли б свідчити про наявність магнітного поля — одного з ключових чинників збереження атмосфери та потенційної придатності для життя.