Umelecký dojem z mikro turbulencie, ktorý videl Cluster. Obrazový kredit: ESA Kliknite pre zväčšenie
Vďaka meraniam zoskupenia ESA v klastri zistil tím európskych vedcov „mikro-víry v magnetosfére Zeme“.
Takéto vírivé turbulencie malého rozsahu, ktorých existencia bola predpovedaná pomocou matematických modelov, neboli doteraz pozorované vo vesmíre. Výsledky nie sú relevantné len pre vesmírnu fyziku, ale aj pre iné aplikácie, ako je výskum jadrovej fúzie.
Dňa 9. marca 2002 štyri klastrové satelity, ktoré lietali v štvorstennej formácii vo vzdialenosti 100 kilometrov od seba, prekročili severnú magnetickú špičku? keď sa objavili. Magnetické zhluky sú oblasti nad magnetickými pólmi, kde čiary magnetického poľa obklopujúce Zem tvoria magnetický lievik.
Magnetické zhluky sú dve dôležité oblasti v zemskej magnetosfére, kde je „slnečný vietor“. - konštantný tok nabitých častíc generovaných Slnkom, ktorý prechádza celou slnečnou sústavou - má priamy prístup k hornej vrstve zemskej atmosféry (ionosfére).
Veľké množstvo plazmy (plyn nabitých častíc) a energie sa cez ne prenášajú a sú prístupné? oblasti, preniknúť do magnetosféry - prírodný ochranný štít Zeme. Iba menej ako jedno percento všetkej energie prenášanej slnečným vetrom a zasiahnutím zemskej magnetosféry sa skutočne dokáže prepašovať, ale stále to môže mať výrazný vplyv na pozemské systémy, ako sú telekomunikačné siete a elektrické vedenia.
Slnečný materiál, ktorý sa plazí, vytvára turbulenciu v plazme obklopujúcej Zem, podobne ako v tekutinách, ale so zložitejšími silami. Takáto turbulencia sa generuje napríklad v oblastiach prechodu medzi vrstvami plazmy s rôznou hustotou a teplotou, ale jej formovacie mechanizmy ešte nie sú úplne jasné.
Turbulencia existuje v rôznych mierkach, od niekoľkých tisíc po niekoľko kilometrov. S in situ? Multi-point? merania, štyri klastrové klastre v roku 2004 informovali o existencii rozsiahlych turbulencií - vírov do šírky 40 000 kilometrov na okraji magnetoterapie? (hraničná vrstva oddeľujúca magnetosféru od voľného priestoru). Nový objav „mikro“ turbulencia s vírmi s priemerom iba 100 kilometrov je prvá v štúdii plazmy obklopujúcej Zem.
Klaster: bezprecedentný diagnostický nástroj
Takýto objav je veľmi dôležitý. Napríklad umožňuje vedcom začať spájať malé a veľké turbulencie a začať sa pýtať, ako sa skutočne vytvára a aké sú súvislosti. Aké sú napríklad základné mechanizmy, ktoré poháňajú a formujú turbulencie? Koľko prispievajú víry k prenosu hmoty a energie cez hraničné vrstvy? Sú potrebné malé víry na generovanie veľkých? Alebo naopak, rozptyľujú veľké víry svoju energiu a vytvárajú kaskádu menších?
V snahe odpovedať na tieto otázky je klaster bezprecedentným diagnostickým nástrojom pre prvú trojrozmernú mapu prostredia blízkej Zemi, pričom výnimočnosť je daná súčasným pozorovaním viacerých kozmických lodí. Klaster revolucionizuje naše chápanie spôsobov a mechanizmov, ktorými slnečná aktivita ovplyvňuje Zem.
Okrem toho Clusterovo štúdium turbulencie v zemskej plazme, s dynamikou a zahrnutými energiami, prispieva k rozvoju základných teórií o plazme. Toto je dôležité nielen v astrofyzike, ale aj pokiaľ ide o porozumenie a manipuláciu s plazmou v laboratóriách, vzhľadom na vysoké zapojené energie. Toto je obzvlášť dôležité pre výskum jadrovej fúzie.
Napríklad údaje klastra dopĺňajú výskum v oblasti fyziky plazmy v medzinárodnom projekte ITER, čo je experimentálny krok zahŕňajúci niekoľko výskumných ústavov po celom svete pre zajtrajšie elektrárne vyrábajúce elektrinu. V tejto súvislosti má Cluster sondou do magnetosféry voľný prístup do jediného otvoreného prírodného laboratória? na štúdium fyziky plazmy.
Pôvodný zdroj: ESA Portal
