Náčrt rôznych oblastí v zemskej magnetosfére. klikni na zväčšenie
Klastrová kozmická loď ESA bola na správnom mieste v pravý čas, keď preleteli cez oblasť zemského magnetického poľa, ktorá urýchľuje elektróny približne na 1 100. rýchlosť svetla. Táto oblasť sa nazýva oblasť difúzie elektrónov; hranica len niekoľko kilometrov medzi magnetickým poľom Zeme a Slnkom. V priebehu hodiny boli kozmické lode pohltené oblasťou difúzie elektrónov, pretože slnečný vietor spôsoboval pohyb tejto vrstvy tam a späť.
Klastrové satelity ESA prešli oblasťami magnetického poľa Zeme, ktoré urýchľujú elektróny na približne stotinu rýchlosti svetla. Tieto pozorovania predstavujú klastrových vedcov pri ich prvej detekcii týchto udalostí a poskytujú im pohľad na podrobnosti univerzálneho procesu známeho ako magnetické opätovné spojenie.
Dňa 25. januára 2005 sa štyri kozmické lode Cluster ocitli na správnom mieste v pravý čas: oblasť vesmíru známa ako oblasť elektrónovej difúzie. Je to hranica len niekoľko kilometrov, ktorá sa vyskytuje v nadmorskej výške približne 60 000 kilometrov nad zemským povrchom. Označuje hranicu medzi magnetickým poľom Zeme a Slnkom. Magnetické pole Slnka je na Zem prenášané vetrom elektricky nabitých častíc známych ako slnečný vietor.
Oblasť elektrónovej difúzie je ako elektrický spínač. Keď sa preklopí, využíva energiu uloženú v magnetických poliach Slnka a Zeme na zahrievanie elektricky nabitých častíc v blízkosti veľkých rýchlostí. Týmto spôsobom iniciuje proces, ktorý môže viesť k vytvoreniu aurory na Zemi, kde sa rýchlo sa pohybujúce nabité častice zrážajú s atmosférickými atómami a spôsobujú ich žiarenie.
K oblastiam difúzie elektrónov je tiež zlovestnejšia strana. Zrýchlené častice môžu poškodiť satelity zrážkou s nimi a spôsobiť hromadenie elektrických nábojov. Tieto skraty a ničia citlivé zariadenia.
Devätnásťkrát za hodinu sa klastrové kvarteto ocitlo pohltené v oblasti difúzie elektrónov. Dôvodom bolo, že slnečný vietor prechádza cez hraničnú vrstvu a spôsobuje, že sa pohybuje tam a späť. Každé kríženie oblasti difúzie elektrónov trvalo pre každú kozmickú loď len 10 - 20 milisekúnd a napriek tomu bol jedinečný prístroj, známy ako Electron Drift Instrument (EDI), dostatočne rýchly na to, aby zmeral zrýchlené elektróny.
Pozorovanie je dôležité, pretože poskytuje najkompletnejšie merania elektrónovej difúznej oblasti. „Ani tie najlepšie počítače na svete nedokážu simulovať oblasti difúzie elektrónov; jednoducho na to nemajú výpočtovú silu, “hovorí Forrest Mozer z Kalifornskej univerzity v Berkeley, ktorá viedla vyšetrovanie údajov o klastroch.
Údaje poskytnú neoceniteľné informácie o procese magnetického opätovného spojenia. Tento jav sa vyskytuje v celom vesmíre na mnohých rôznych mierkach, kdekoľvek sú magnetické polia spletené. V týchto zložitých situáciách sa magnetické pole občas zrúti do stabilnejších konfigurácií. Toto je opätovné spojenie a uvoľňuje energiu cez oblasti difúzie elektrónov. Na Slnku magnetické opätovné spojenie poháňa slnečné erupcie, ktoré občas uvoľňujú obrovské množstvo energie nad slnečné škvrny.
Táto práca môže mať tiež dôležitý vplyv na riešenie energetických potrieb na Zemi. Jadrový fyzik, ktorý sa snaží vybudovať fúzne generátory, sa vo svojich reaktoroch pokúša vytvoriť stabilné magnetické pole, ale trápia ich opätovné zapojenia, ktoré ničia ich konfigurácie. Ak bude možné pochopiť proces opätovného pripojenia, vyjasnia sa možno spôsoby, ako tomu zabrániť v jadrových reaktoroch.
To však stále zostáva v budúcnosti. „Pred úplným pochopením opätovného pripojenia musíme urobiť omnoho viac vedy,“ hovorí Mozer, ktorého cieľom je teraz pochopiť, ktoré podmienky slnečného vetra spúšťajú udalosti opätovného pripojenia a ich pridružené oblasti elektrónovej difúzie, ktoré vidí klaster.
Pôvodný zdroj: ESA Portal
