Кіріспе

Ұзақ кешіктірілген эхо (LDEs) – радиохабар таратылғаннан кейін бірнеше секундтан соң жөнелтушіге қайта оралатын радиоэхо. 2,7 секундтан ұзақ кешігулер LDE деп есептеледі. LDE аномалиялы құбылыс саналады және оның пайда болуына қатысты бірнеше ғылыми түсіндірмелер бар.

Тарих

Бұл эхолар алғаш рет 1927 жылы азаматтық инженер және әуесқой радиооператор Йорген Халс Норвегияның Осло қаласына жақын үйінен байқалды. Халс қайта-қайта күтпеген екінші радиоэхоны, алғашқы радиоэхо аяқталғаннан кейін елеулі уақыт кешіктіріліп, байқаған. Бұл ерекше құбылысты түсіндіре алмай, ол норвегиялық физик Карл Штормерге хат жазып, оқиғаны сипаттады: 1927 жылдың жазының соңында мен Эйндховендегі голландиялық қысқа толқынды хабар тарату стансасы PCJJ-ден бірнеше рет сигнал естідім. Осы сигналды естігенде, мен эхоны да естідім. Мен Жерді шамамен 1/7 секундтық интервалмен айналып өтетін қалыпты эхоны естідім, сондай-ақ негізгі эхо аяқталғаннан кейін үш секундтан кейін әлсіз эхо естідім. Негізгі сигнал өте күшті болғанда, менің ойымша, үш секундтен кейін соңғы эхоның амплитудасы негізгі сигналдың 1/10 және 1/20 аралығында болды. Бұл эхо қайдан келіп тұрғанын қазірге дейін айта алмаймын, тек оны шынымен естігенімді ғана растай аламын. Физик Балтазар ван дер Пол Халс пен Штормерге эхоны зерттеуге көмектесті, бірақ эхо оқиғаларының сирек кездесуі және уақыт кешіктірісінің өзгеруіне байланысты, тиімді түсіндірме таба алмады. Ұзақ кешіктірілген эхолар 1927 жылғы алғашқы байқаулардан бастап бүгінгі күнге дейін сирек-сирек естіліп келеді.

Бес гипотеза

Шлионский 15 мүмкін табиғи түсіндірмені екі топқа бөліп көрсетеді: ғарыш кеңістігіндегі және Жердің магнитосферасындағы шағылысулар. Видмар мен Кроуфорд олардың бесеуін ең ықтимал деп санайды. Осло университетінің сигнал өңдеу профессоры Сверре Холм осы бесеуін егжей-тегжейлі түсіндіреді; қысқаша айтқанда, Жердің магнитосферасы мен ионосферасындағы төменгі HF жиіліктеріндегі (1–4 МГц) каналдар. Олар сыбызғышылармен кейбір ұқсастықтарды көрсетеді. Сигналдар ионосферадан өтіп, магнитосферада бірнеше Жер радиусына дейін, қарсы жарты шарға дейін жүргізілуі мүмкін, онда олар ионосфераның үстінен шағылысады. Сапардың оралу уақыты таратушының геомагниттік ендігіне байланысты өзгереді және әдетте 140–300 мс аралығында болады. Станция солтүстікке қарай жылған сайын, кешігу де ұзарады. Ысқырық кешігу болғандықтан, бұл нағыз ұзақ кешіккен эхо деп есептелмейді. Алайда, толықтығы үшін осы жерде келтіріледі. 7 МГц-тен төмен жиілікті радио толқындары магнит өрісіне параллель иондану каналдарында тұтқындалуы мүмкін, L-мәні (Жер ортасынан магнит экваторындағы өріс сызығына дейінгі арақашықтық) шамамен 4-тен төмен. Бұл толқындар тұтқындалғаннан кейін қарсы жарты шарға таралып, жоғарғы ионосферада шағылысады. Олар канал бойымен кері оралып, одан шығып, қабылдағышқа жетеді. Сигналдар әлемді көптеген рет айналып өте алады. Сигнал бір секундта Жерді жеті рет айналып өтуі мүмкін. Мұндай сигналдар да сирек емес. "Гудакер өзінің антеннасын көкжиекке бағыттап, 28 МГц сигналын 9 секундқа дейін кешіктіріп алғанын хабарлайды. Оның өлшеуі Жерді 65 рет айналуға мүмкіндік береді". Бұл әсерлердің жоғары жиілік шегі болуы мүмкін. Қазіргі таңдағы ең танымал теорияға сәйкес, радиосигналдар атмосфераның иондалған екі қабатының арасында тұтқындалып, төменгі қабаттағы саңылаудан шыққанға дейін әлемді көптеген рет айналады. (Атмосфераның төменгі қабатындағы ауа қабаттары арасындағы таралу құбылысы жақсы түсіндірілген. Радио тарату туралы қараңыз.) Режимдік түрлендіру: Сигналдар жоғарғы ионосферадағы плазма толқындарымен байланысады. Крауфорд және басқалар жүргізген тәжірибелерде 5–12 МГц жиілігінде 40 секундқа дейін кешіккен эхолар тіркелді. Екі бөлек таратушыдан – T1 және T2, T2 CW немесе квази CW сигналдарын жібереді – ионосферада немесе магнитосферада сызықтық емес өзара әрекеттеседі. Егер екі сигналдың айырмашылық жиілігіндегі мәжбүрлі тербелістің толқын векторы мен жиілігі электростатикалық толқындар үшін дисперсиялық қатынасты қанағаттандырса, онда мұндай толқындар пайда болып, тарала бастайды. Бұл толқын толқын-бөлшектік өзара әрекеттесудің нәтижесінде амплитудасын арттыра алады. Кейін ол CW сигналымен өзара әрекеттесіп, T1-ге жетеді. Күннен келген алыстағы плазма бұлттарынан шағылысу. Фрейман 9,9 МГц жиілігінде тәжірибе жүргізіп, күн плазмасы магнитосфераға кірген кезде 16 секундқа дейін кешіккен бірнеше мың эхоны анықтады. Режимдік түрлендірумен қатар сызықтық емес құбылыстар. Екі жіберілген сигнал бірігіп, айырмашылық жиілігін тудырады, ол плазма толқынымен бірге жүреді, содан кейін кері түрлендіріледі. Бұл әуесқойлық ВГФ/УГФ эхоларын түсіндіруге болады. Ханс Расмуссен 1296 МГц жиілігінде 4,6 секундтық кешігуді, ал Юрек 432 МГц жиілігінде 5,75 секундтық кешігуді анықтады.

Альтернативті гипотезалар

Кейбіреулер күн дауылдарынан кейін пайда болатын солтүстік сияптының (aurora) белсенділігі LDE-нің (ұзақ кешіккен эхолардың) көзі деп санайды. Ал басқалары LDE-лердің қос EME (EMEME) шағылысуы екенін айтады, яғни сигнал Айдан шағылып, шағылған сигнал Жерден Айға, ал содан кейін Айдан Жерге қайта шағылады. Америкалық физик Рональд Брейсвелл, сыртқы өркениеттермен байланыс құру үшін автоматтандырылған зерттеушілерді (пробтарды) пайдалану мүмкіндігін талқылағанда, мұндай зерттеушілер бізге өз сигналдарымызды қайтарып, назарымызды аударуға тырысуы мүмкін екенін айтты, сонымен қатар ұзақ кешіккен эхоларды осының мысалы ретінде келтірді. Бұл идеяны Дункан Лунан одан әрі дамытты.