Звуки полярного сияния можно услышать, даже если они невидимы

Когда северное небо танцует с яркими полосами зеленого света — эффектное северное сияние Земли — можно услышать звуки.

Почти незаметные звуки были слышны только во время самых сильных проявлений полярного сияния, описываемых как мчащиеся звуки, как водопад на расстоянии, или треск, как слабые помехи.

Однако новые данные свидетельствуют о том, что звуки возникают высоко в атмосфере, даже когда мы их не слышим — даже, возможно, когда мы вообще не видим северного сияния.

Инженеру-акустику Унто Лайне из Университета Аалто в Финляндии удалось записать эти странные хлопающие звуки в небе ночью, когда не было никаких световых завес.

Он представил свои выводы на совместной акустической конференции EUROREGIO/BNAM2022 в Дании в этом месяце.

Звуки северного сияния долгое время были загадкой. Отчеты описывались, по крайней мере, более века, но только в 2012 году записи, сделанные Лайном и его коллегами, окончательно подтвердили, что звуки были реальными.

Исследователи также определили, откуда исходят звуки в атмосфере — на высоте от 70 до 100 метров, что на удивление мало.

Полярные сияния возникают, когда частицы солнечного ветра сталкиваются с магнитосферой Земли, а затем ускоряются вдоль линий магнитного поля в высокие широты, где дождем падают в верхние слои атмосферы.

Там они взаимодействуют с атмосферными частицами, создавая мерцающие огни, танцующие по небу.

В 2016 году Лейн и его коллеги рассказали, что выяснили, что вызывает звуки, которые некоторые люди слышали.

В особенно холодные, ясные и безветренные ночи над неглубоким слоем холодного воздуха в нижней части атмосферы образуется слой более теплого воздуха.

В этих двух слоях могут накапливаться противоположные электрические заряды; когда геомагнитные возмущения, возможно, вызванные полярным сиянием, распространяются вниз через атмосферу, это может вызвать электрический разряд между слоями, который вызывает шум.

Новые записи были сделаны в попытке исследовать явление дальше. Рядом с деревней Фискарс команда установила свое записывающее оборудование, чтобы слушать хлопающие и потрескивающие звуки, исходящие из атмосферы.

Затем наблюдения были сопоставлены с измерениями геомагнитной активности, проведенными Финским метеорологическим институтом. В целом команда собрала библиотеку из сотен звуков-кандидатов, из которых 60 самых сильных были связаны с изменениями в магнитном поле Земли.

Работа предполагает, что, вероятно, существует причинно-следственная связь между звуками полярного сияния и геомагнитной активностью, при этом разные типы активности производят разные звуки.

Процессы, которые производят эти звуки, также отличаются от процессов, которые производят полярные сияния; однако, поскольку оба они вызваны геомагнитной активностью, они могут появляться вместе.

Новая работа показывает, что они не обязательно должны совпадать. Многие полярные сияния наблюдались в отсутствие звуков северного сияния; теперь авроральный звук наблюдался в отсутствие аврорального света.

Однако мы можем продолжать использовать термин «авроральный звук» из-за исторической предполагаемой связи между ними, говорит Лейн.

Исследование было представлено на совместной акустической конференции UROREGIO/BNAM2022 и доступно через Researchgate.