Grafický obraz predstavujúci NASA ACE a Wind a ESA Cluster, ktorý sa stretáva s prúdmi slnečných častíc. Obrazový kredit: UC Berkeley Kliknite pre zväčšenie
Flotila kozmických sond NASA a Európskej vesmírnej agentúry zaznamenala v slnečnom vetre medzi Slnkom a Zemou obrovský prúd elektricky nabitých častíc. Tryska, najmenej 200krát väčšia ako Zem, bola poháňaná zrážkou magnetických polí v procese nazývanom „magnetické opätovné spojenie“.
magnetické opätovné spojenie v slnečnom vetre
Tieto trysky sú výsledkom prírodných urýchľovačov častíc, ktoré zakrývajú všetko postavené na Zemi. Vedci stavajú na Zemi míľové urýchľovače častíc, aby rozbili atómy v snahe pochopiť základné fyzikálne zákony.
Podobné trysky spojené s opätovným pripojením sa vyskytujú v magnetickom tieni Zeme, čo spôsobuje efekty, ktoré môžu deaktivovať obiehajúcu kozmickú loď a spôsobiť vážne magnetické búrky na našej planéte, niekedy narušujúce elektrárne.
Novoobjavené medziplanetárne prúdy sú omnoho väčšie ako tie, ktoré sa vyskytujú v rámci magnetického štítu Zeme. Nové pozorovanie je prvým priamym meraním naznačujúcim, že k magnetickému opätovnému pripojeniu môže dôjsť na obrovských mierkach.
Pochopenie magnetického opätovného spojenia je zásadné pre pochopenie výbušných javov v celom vesmíre, ako sú slnečné erupcie (výbuchy miliárd megatónov v slnečnej atmosfére), výbuchy gama lúčov (intenzívne výbuchy žiarenia z exotických hviezd) a laboratórna jadrová fúzia. Rovnako ako gumový pásik môže pri náhlom skrútení príliš rýchlo zaskočiť, magnetické opätovné spojenie je prirodzený proces, pri ktorom sa energia v stresovom magnetickom poli náhle uvoľní, keď zmení tvar, urýchľuje častice (ióny a elektróny).
„Iba pomocou koordinovaných meraní pomocou kozmických lodí typu Sun-Earth, ako sú ACE, Wind a Cluster, môžeme skúmať vesmírne prostredie s bezprecedentnými detailmi a v troch rozmeroch,“ hovorí Dr. Tai Phan, hlavný autor výsledkov z Kalifornskej univerzity. , Berkeley. „Vesmírne prostredie blízke Zeme je jediné prírodné laboratórium, v ktorom môžeme priamo merať fyziku výbušných magnetických javov vyskytujúcich sa v celom vesmíre.“ Článok Phana sa objaví ako úvodný článok v Nature 12. januára.
Slnečný vietor je riedený prúd elektricky nabitého (ionizovaného) plynu, ktorý neustále fúka zo Slnka. Pretože slnečný vietor je elektricky nabitý, prenáša so sebou slnečné magnetické pole. Slnečný vietor vznikajúci z rôznych miest na Slnku nesie magnetické polia smerujúce rôznymi smermi. Magnetické opätovné spojenie v slnečnom vetre nastáva vtedy, keď sa stlačia „listy“ opačne smerovaných magnetických polí. Pritom sa listy spoja a vytvoria prierez v tvare X, ktorý sa potom zničí alebo zlomí a vytvorí novú geometriu magnetickej čiary. Vytvorenie odlišnej magnetickej geometrie vytvára rozsiahle prúdy častíc prúdiacich preč z miesta opätovného pripojenia.
Až donedávna bolo magnetické opätovné spojenie väčšinou hlásené v „magnetosfére“ Zeme, čo je prírodný magnetický štít obklopujúci Zem. Skladá sa z magnetických siločiar generovaných našou planétou a chráni nás pred nepretržitým tokom nabitých častíc, ktoré ich vychýlením vytvárajú slnečný vietor. Ak však dôjde k medziplanetárnym magnetickým poľom prenášaným slnečným vetrom, ktoré sú v opačnej orientácii k zemským magnetickým poľom, spustí sa opätovné spojenie a slnečný materiál môže preraziť zemský štít.
Niektoré predchádzajúce udalosti opätovného spojenia merané v zemskej magnetosfére naznačujú, že tento jav bol vo svojej podstate náhodný a nerovnomerný a nepresahoval niekoľko desiatok tisíc kilometrov. „Tento objav však urovná dlhotrvajúcu diskusiu o tom, či je opätovné spojenie vnútorne nejednotné, alebo či môže fungovať naprieč rozsiahlymi oblasťami vo vesmíre,“ uviedol na papieri spoluautor Dr. Jack Gosling z University of Colorado a priekopník vo výskume opätovného spojenia vo vesmíre.
Širší obraz magnetického opätovného spojenia sa objavil, keď šesť kozmických lodí? štyri vesmírne kozmické lode Európskej vesmírnej agentúry a pokročilé zloženie prieskumu NASA (ACE) a veterné sondy NASA? 2. februára 2002 lietali v slnečnom vetre mimo zemskej magnetosféry a objavili šancu. Počas časového obdobia približne dvoch a pol hodiny všetky kozmické lode sledovali postupne jediný obrovský prúd tryskacích častíc široký najmenej 2,5 milióna kilometrov (približne 1,5 milióna míľ alebo takmer 200 priemerov Zeme), ktorý bol spôsobený najväčšou udalosťou opätovného pripojenia, aká kedy existovala merané priamo.
"Keby bolo pozorované opätovné spojenie nepravidelné, jedna alebo viac kozmických lodí by pravdepodobne nenarazilo na zrýchlený tok častíc," uviedol Phan. "Okrem toho by nepravidelné a náhodné prípady opätovného pripojenia viedli k tomu, že by rôzne kozmické lode detekovali prúdy nasmerované rôznymi smermi, čo sa nestalo."
Keďže kozmická loď detegovala prúdové lietadlo dlhšie ako dve hodiny, opätovné pripojenie muselo byť počas tohto časového úseku takmer stabilné. Ďalších 27 rozsiahlych udalostí opätovného pripojenia? s pridruženými tryskami - boli identifikované spoločnosťami ACE a Wind, z ktorých štyri sa rozprestierali o viac ako 50 priemerov Zeme alebo 650 000 kilometrov (asi 400 000 míľ). Vďaka týmto dodatočným údajom mohol tím dospieť k záveru, že na opätovné pripojenie v slnečnom vetre treba pozerať ako na rozšírený a stabilný jav.
Udalosť z 2. februára 2002 mohla byť podstatne väčšia, ale kozmická loď bola oddelená nie viac ako 200 priemermi Zeme, takže jej skutočný rozsah nie je známy. Dve nové misie NASA pomôžu odhadnúť skutočnú veľkosť týchto udalostí a podrobnejšie ich preskúmať. Misia STEREO, ktorá sa má spustiť v máji alebo júni 2006, bude pozostávať z dvoch kozmických lodí obiehajúcich okolo Slnka na opačných stranách Zeme, ktoré sú oddelené až 186 miliónmi míľ (takmer 300 miliónov kilometrov). Ich primárnym poslaním je pozorovať v troch rozmeroch výrony koronálnych hmôt, milióntunové erupcie elektricky nabitého plynu zo Slnka. Vesmírna loď však bude tiež schopná detekovať udalosti magnetického opätovného spojenia vyskytujúce sa v slnečnom vetre pomocou prístrojov, ktoré merajú magnetické polia a nabité častice. Misia Magnetospheric Multi-Scale (MMS), ktorá je naplánovaná na spustenie v roku 2013, použije štyri rovnaké kozmické lode na rôznych obežných dráhach Zeme na vykonanie podrobných štúdií o príčine magnetického opätovného spojenia v zemskej magnetosfére.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
