Эксперты: Землю от солнечных вспышек защищает "кондиционер" на оксиде азота

Группа американских учёных установила, что под действием солнечных вспышек в верхних слоях газовой оболочки Земли на короткое время образуется оксид азота, NO. Это соединение очень эффективно переизлучает энергию в космос, способствуя охлаждению окружающих газов. За счёт этого атмосфера планеты во время таких вспышек существенно не нагревается. Соответствующий доклад был представлен на съезде Американского геофизического союза в Сан-Франциско.

Солнечные вспышки и корональные выбросы массы приводят к движению в направлении Земли большого количества раскалённой плазмы. Часто это миллиарды тонн, движущиеся со скоростью более полутора миллионов километров в час. Такие события резко разогревают ионосферу, простирающуюся на высоту 60–1000 километров. В итоге она сильно разбухает и трение, испытываемое спутниками на низкой околоземной орбите, растёт. Если бы процесс остывания после этого был обычным, ионосфера сжималась бы в размерах медленно. Однако из практики известно, что она делает это довольно быстро, хотя как именно — оставалось неясным.

Чтобы прояснить этот вопрос, учёные проанализировали данные спутниковых наблюдений с 1967 года. Оказалась, что при движении к Земле солнечное вещество создаёт мощные ударные волны, подобные тем, что образуются при переходе самолёта через звуковой барьер. Когда фронт этих ударных волн достигает ионосферы, он начинает не только нагревать её. Кислород и азот в составе ионосферы образуют монооксид азота — соединение, которое обладает высокой способностью к теплоотводу за счёт собственного излучения в инфракрасном диапазоне.

За счёт быстрого охлаждения ионосфера снова сжимается в довольно короткие сроки, что минимизирует длительность помех для радиосвязи и ущерб околоземным спутникам. К счастью, обычные солнечные вспышки не могут такими волнами проникнуть ниже ионосферы. Попади оксиды азота ниже, в стратосферу, они разрушили бы озон, защищающий наземные организмы от ультрафиолета. 

Очевидно, такой механизм с трудом сможет работать в атмосферах других известных планет, где нет ни азота, ни кислорода. Это значит, что там эффект солнечных корональных выбросов массы может быть более выраженным, что следует учитывать при проектировании отправляемых туда космических аппаратов.