Tisíce kilometrov nad Zemou, pravidlá kozmického počasia. Je to zdanlivo prázdne a osamelé miesto - miesto, kde sa v hojnosti našlo tajomstvo nazývané „studená plazma“ a môže mať dôsledky pre naše spojenie so Slnkom. Aj keď to zostalo prakticky skryté, švédski vedci vytvorili novú metódu merania týchto studených iónových iónov. S dôkazmi o tom, že existuje viac ako raz, si tieto nové nálezy môžu veľmi dobre predstaviť, čo sa deje okolo iných planét a ich prírodných satelitov.
"Čím viac hľadáte nízkoenergetické ióny, tým viac nájdete," povedal Mats Andre, profesor kozmickej fyziky na švédskom Inštitúte kozmickej fyziky vo švédskom Uppsale a vedúci výskumného tímu, ktorého výsledky boli akceptované. publikácia v Geofyzikálnom výskumnom liste, časopisu Americkej geofyzikálnej únie. "Nevedeli sme, koľko tam bolo." Je to viac, ako som si myslel. “
Odkiaľ pochádza táto hádanka? Nízkoenergetické ióny začínajú v hornej časti našej atmosféry nazývanej ionosféra. Slnečná energia tu môže strhávať elektróny z molekúl, pričom atómy ako kyslík a vodík nechávajú s kladným nábojom. Fyzické nájdenie týchto iónov však bolo problematické. Zatiaľ čo vedci vedeli, že existujú vo výškach asi 100 kilometrov (60 míľ), Andre a kolega Chris Cully nastavili svoje stránky vyššie - medzi 20 000 a 100 000 km (12 400 až 60 000 míľ). Na okraji sa množstvo studených iónov pohybuje medzi 50 až 70% ... čo tvorí najviac priestoru.
To však nie je jediné miesto, kde sa našla studená plazma. Podľa výskumných satelitných údajov a výpočtov určité zóny s vysokou nadmorskou výškou nepretržite skrývajú nízkoenergetické ióny. Pokiaľ to bude znieť, tím ich tiež odhalil v nadmorskej výške 100 000 km! Podľa Andreho je objavenie toľkých relatívne chladných iónov v týchto oblastiach prekvapujúce, pretože do vysokých zemských výšok dopadá toľko energie zo slnečného vetra - horúca plazma je asi 1 000-krát teplejšia ako to, čo Andre považuje za studené. Aké studené? „Nízkoenergetické ióny majú energiu, ktorá by zodpovedala približne 500 000 stupňov Celzia (približne jeden milión stupňov Fahrenheita) pri typických hustotách plynu nachádzajúcich sa na Zemi. Ale pretože hustota iónov vo vesmíre je tak nízka, satelity a kozmická loď môžu obiehať bez toho, aby sa roztrhli. “
Určenie týchto nízkoenergetických iónov a meranie toho, koľko materiálu opúšťa našu atmosféru, bolo nepolapiteľnou úlohou. Andreho workshop je satelit a jeden zo štyroch kozmických lodí CLUSTER Európskej vesmírnej agentúry. Obsahuje detektor vytvorený z jemného drôtu, ktorý meria elektronické pole medzi nimi počas rotácie satelitu. Keď sa však údaje zbierali, vedci našli dvojicu záhad - silné elektrické pole v neočakávaných oblastiach vesmíru a elektrické pole, ktoré rovnomerne kolísalo.
"Vedcovi to vyzeralo dosť škaredo," povedal Andre. „Pokúsili sme sa zistiť, čo je s týmto nástrojom zlé. Potom sme si uvedomili, že s týmto nástrojom nie je nič zlé. “ To, čo našli, otvorilo oči. Chladná plazma menila usporiadanie elektrických polí obklopujúcich satelit. Vďaka tomu si uvedomili, že by mohli pomocou svojich terénnych meraní potvrdiť prítomnosť studenej plazmy. "Je to šikovný spôsob, ako premeniť obmedzenia detektora založeného na kozmickej lodi na aktíva," uviedol Thomas Moore, vedúci projektu pre misiu Magnetospheric Multiscale NASA v Goddard Space Flight Center v Greenbelte v Marylande. Nebol zapojený do nového výskumu.
Prostredníctvom týchto nových techník môže veda merať a mapovať chladnú plazmatickú obálku Zeme - a dozvedieť sa viac o tom, ako sa mení horúca aj studená plazma počas extrémnych poveternostných podmienok. Tento výskum poukazuje aj na lepšie pochopenie atmosféry, ktorá je iná ako tá naša. V súčasnosti nové merania ukazujú približne kilogram (dve libry) studenej plazmy unikajúcej zo zemskej atmosféry každú sekundu. Vedci môžu mať pevnú hodnotu ako základ pre mieru straty a môžu modelovať, čo sa stalo s atmosférou Marsu - alebo vysvetliť atmosféra okolo iných planét a mesiacov. Môže tiež pomôcť pri presnejšej predpovedi kozmického počasia - aj keď to nemá priamy vplyv na samotné životné prostredie. Je to kľúčový hráč, aj keď nespôsobuje samotné poškodenie. "Možno budete chcieť vedieť, kde je nízkotlaková oblasť, aby ste predpovedali búrku," poznamenal Andre.
Modernizácia predpovede kozmického počasia na miesto, kde je to podobné ako bežné predpovede počasia, „nebolo možné ani na diaľku, ak vám chýba väčšina plazmy,“ uviedol Moore s NASA. Teraz, so spôsobom merania studenej plazmy, je cieľ kvalitných predpovedí o krok bližšie. "Sú to veci, ktoré sme nemohli vidieť a nemohli sme ich zistiť, a potom sme to zrazu mohli zmerať," povedal Moore o nízkoenergetických iónoch. "Teraz to môžete skutočne študovať a zistiť, či súhlasí s teóriami."
Pôvodný zdroj článku: American Geophysical Union News Release. Na ďalšie čítanie: Nízkoenergetické ióny: predtým skrytá populácia častíc slnečnej sústavy.
