Obrazový kredit: NASA
Nový výskum naznačuje, že elektróny môžu surfovať po magnetických vlnách poháňaných slnečným vetrom a môžu sa zrýchliť do tej miery, že môžu spôsobiť vážne poškodenie kozmickej lode obiehajúcej okolo Zeme. Tento proces je výsledkom interakcie medzi zemským magnetickým poľom a kolísaním hustoty slnečného vetra. Ako sa mení hustota slnečného vetra, spôsobuje vlnenie magnetického poľa vlnenie sa späť na Zem. Elektróny môžu byť zachytené v týchto vlnkách a surfovať späť na Zem tak rýchlo, že môžu poškodiť citlivú elektroniku vo vesmíre.
„Killer“ elektróny, ktoré sú schopné vzbudiť na obežnej dráhe kozmickej lode, môžu „surfovať“ magnetické vlny poháňané slnečným vetrom.
Tím z Bostonskej univerzity a National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) kombinoval pozorovania z NASA a NOAA s cieľom identifikovať jav, ktorý vysvetľuje, ako slnečný vietor vytvára vlny v magnetickom poli Zeme (magnetosfére). Bežné elektróny obiehajúce okolo Zeme vo Van Allenových radiačných pásoch môžu vlniť doska vlny a zrýchľovať sa blízko rýchlosti svetla, s energiami 300 až 500-krát väčšími ako elektróny na televíznej obrazovke.
Slnečný vietor je prúd elektricky nabitých častíc fúkaných neustále zo Slnka. Magnetosféra je dutina vytvorená, keď slnečný vietor narazí na magnetické pole Zeme. Ak je hustota slnečného vetra vysoká a narazí na magnetosféru, magnetosféra sa stlačí. Ak je hustota vetra nízka, magnetosféra sa rozširuje. Vedci zistili, že slnečný vietor obsahuje periodické štruktúry s vysokou a nízkou hustotou, ktoré poháňajú periodické „dýchacie“ pôsobenie magnetosféry a globálnu generáciu magnetických vĺn.
Je známe, že ak sa frekvencia týchto vĺn zhoduje s frekvenciou elektrónov v ich pohybe v páse Van Allen, elektróny sa môžu urýchliť, čo výrazne zvyšuje ich energiu. Tento proces je podobný tomu, ako boogyboarder chytí vlnu. Niektoré elektróny „jazdia na vlne“ a získavajú toľko energie, že môžu poškodiť drahé kozmické lode.
„Ak to dokážeme potvrdiť ako významný mechanizmus na výrobu vĺn, ktoré urýchľujú„ zabíjačské “elektróny, potom by vedci používajúci údaje zo satelitov, ako je vietor, mohli pre prevádzkovateľov kozmických lodí vyvinúť predbežné varovanie, že ich kozmická loď môže byť vystavená nebezpečenstvu nadmerného a škodlivého ožiarenia, “Povedala Dr. Barbara Giles, vedkyňa projektu pre vesmírnu loď Polar v Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Md.
Keď sa elektróny stanú energetickými energiami, môžu preniknúť do vnútra kozmickej lode. Keď už sú v elektronických častiach, vytvárajú statickú elektrinu, ktorá môže skratovať kritickú časť alebo uviesť kozmickú loď do zlého prevádzkového režimu.
„Čo je nové a vzrušujúce v tomto výskume je to, že ľudia vždy hľadali mechanizmy interné pre magnetosféru na generovanie týchto vĺn,“ povedal Dr. Larry Kepko, výskumný pracovník na Bostonskej univerzite a hlavný autor dvoch článkov o tomto výskume, jeden uverejnený v Vestník geofyzikálneho výskumu v júni 2003 a ďalší v listoch Geofyzikálneho výskumu v roku 2002. „Ale tu sme našli vonkajší mechanizmus - samotný slnečný vietor.“
Kľúčové pozorovania, ktoré viedli tím k tomuto záveru, poskytli polárne a veterné satelity NASA spolu s geostacionárnym operačným environmentálnym satelitom NOAA (GOES). Polar potvrdil, že vlny nie sú lokálne, ale globálne. Satelit vetra bol primárnym zdrojom na identifikáciu štruktúr hustoty slnečného vetra, ktoré poháňajú magnetosféru. GOES poskytol údaje o zemskej magnetosfére, pretože sa zväčšovala a zmenšovala.
„Už sme vedeli, že slnečný vietor má hustotné štruktúry a že magnetické vlny môžu urýchľovať elektróny,“ uviedol Dr. Harlan Spence, docent astronómie na Bostonskej univerzite a spoluautor dvoch článkov o tomto výskume. „Nevedeli sme, že štruktúry slnečného vetra môžu byť periodické a môžu poháňať magnetické vlny. Tieto nové pozorovania môžu poskytnúť chýbajúce spojenie medzi nimi. “
Konečným zdrojom týchto novoobjavených štruktúr slnečného vetra je stále tajomstvo, ale tím špekuluje, že Slnko môže hrať priamu úlohu. „Kolísanie hustoty slnečného vetra je čiastočne riadené štruktúrou magnetického opätovného spojenia, skrútením a zaklapnutím magnetických siločiar na povrchu Slnka,“ hovorí Dr. Kepko. „Systematické a periodické opätovné spojenie môže viesť k pozorovaniu štruktúr periodickej hustoty v slnečnom vetre. Existujú dôkazy, že k tomu môže dôjsť, je však potrebný ďalší výskum na zistenie definitívneho prepojenia. “
James Allen a jeho tím na univerzite v Iowe objavili v roku 1958 radiačné pásy Van Allen s prieskumníkmi 1 a 3, čo sú prvé satelity úspešne vypustené Spojenými štátmi. Sú to pásy elektricky nabitých častíc zachytených magnetickým poľom Zeme. Pretože sú častice elektricky nabité (väčšinou protóny a elektróny), cítia magnetické sily a sú obmedzené na špirálu okolo neviditeľných čiar magnetickej sily, ktoré tvoria zemské magnetické pole. V systéme Van Allen sú v skutočnosti dva pásiky v tvare šišky, jeden vo vnútri druhého so Zemou v „diere“ vnútorného pásu. Vnútorný pás, ktorý sa skladá z vysokorýchlostných protónov, sa nachádza v nadmorskej výške medzi 430 a 7 500 míľ (asi 700 až 12 000 km) nad Zemou. Vonkajší pás je vyrobený z vysokorýchlostných elektrónov a objavuje sa vo výškach 15 000 až 25 000 km (približne 25 000 až 40 000 km) nad Zemou. Prevádzkovatelia kozmických lodí sa snažia vyhnúť obíhaniu v týchto regiónoch, ale niekedy sú tieto nadmorské výšky najlepšie pre konkrétnu misiu, alebo kozmická loď musí prejsť cez opasky počas časti svojej dráhy alebo úplne uniknúť zo Zeme.
Satelity NASA Polárne a veterné, spoločne známe ako „Globálny program pre vedu o vesmíre geoinformácií“, sú určené na pomoc vedcom pochopiť, ako častice a energia zo Slnka prúdia cez vesmírne prostredie Zeme a ako s nimi interagujú.
NOAA sa venuje zhromažďovaniu údajov o oceánoch, atmosfére, vesmíre a Slnku. Jeho satelitný systém GOES je základným prvkom monitorovania a predpovede počasia v USA. Howard Singer z NOAA je tretím spoluautorom článku z roku 2002 o tomto výskume.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
