Artistin vaikutelma Clusterin näkemästä mikroturbulenssista. Kuvan luotto: ESA Klikkaa suuremmaksi
ESA: n klusterimatkan mittausten ansiosta ryhmä eurooppalaisia tutkijoita on tunnistanut mikro-vortiot Maan magnetosfäärissä.
Tällaista pienimuotoista pyörteiden turbulenssia, jonka olemassaolo ennustettiin matemaattisten mallien avulla, ei ole ennen havaittu avaruudessa. Tulokset eivät ole merkityksellisiä vain avaruusfysiikan, mutta myös muiden sovellusten, kuten ydinfuusion tutkimuksen, kannalta.
Neljä Cluster-satelliittia, jotka lentävät tetraedrisessa muodossa 100 kilometrin etäisyydellä toisistaan, ylittivät 9. maaliskuuta 2002 pohjoisen magneettisen kärjen. kun he löysivät löytönsä. Magneettiset kohoumat ovat alueita, jotka sijaitsevat magneettinauvojen yläpuolella ja joissa Maapallon ympärillä olevat magneettikenttäviivat muodostavat magneettisen suppilon.
Magneettiset kohoumat ovat kaksi tärkeää aluetta maan magnetosfäärissä, missä aurinkotuuli? - koko aurinkokunnan läpi kulkeva auringon generoima vakio latautuneiden hiukkasten virtaus - pääsee suoraan maan ilmakehän ylemmälle kerrokselle (ionosfääri).
Näiden ja muiden "saatavissa olevien" läpi kuljetetaan suuria määriä plasmaa (varautuneiden hiukkasten kaasua) ja energiaa. alueilla, tunkeutuakseen magnetosfäärin - Maapallon luonnolliseen suojakilpeen. Vain alle prosentti kaikesta auringon tuulen kuljettamasta energiasta, joka osuu maan magnetosfääriin, onnistuu todellakin livahtamaan läpi, mutta sillä voi silti olla merkittävä vaikutus maisiin järjestelmiin, kuten televerkkoihin ja voimalinjoihin.
Sisään hiipiva aurinkoaine tuottaa turbulenssia maapallon ympäröivässä plasmassa, samanlainen kuin nesteissä, mutta mukana on monimutkaisempia voimia. Tällainen turbulenssi syntyy esimerkiksi siirtymäalueilla, joilla on eri tiheys ja lämpötila plasmakerroksia, mutta sen muodostumismekanismit eivät ole vielä täysin selviä.
Turbulenssi esiintyy eri mittakaavissa, muutamasta tuhannesta muutamaan kilometriin. In situ? Monipiste? mittausten perusteella, neljä Cluster-satelliittia kertoi vuonna 2004 suurten turbulenssien - pyörteiden, joiden leveys on jopa 40 000 kilometriä, olemassaolon magnetopausten sivussa. (rajakerros, joka erottaa magnetosfäärin vapaasta tilasta). Uusi löytö? Mikro? turbulenssi, jossa pyörteet ovat vain 100 kilometrin poikki, on ensimmäinen Maata ympäröivän plasman tutkimuksessa.
Klusteri: ennennäkemätön diagnostiikkatyökalu
Tällainen löytö on erittäin merkityksellinen. Esimerkiksi se antaa tutkijoille mahdollisuuden aloittaa pienten ja suurten turbulenssien linkittäminen ja pohtia miten se todella muodostuu ja mitkä ovat yhteydet. Esimerkiksi, mitkä ovat perusmekanismit, jotka ohjaavat ja muovaavat turbulenssia? Kuinka paljon pyörteet edistävät massan ja energian kuljetusta rajakerrosten läpi? Tarvitaanko pienten pyörteiden luomiseen suuria? Tai toisaalta, kuluttavatko suuret pyörät energiaansa ja muodostavat pienempien kaskadin?
Yrittäessään vastata näihin kysymyksiin, Cluster on ennennäkemätön diagnostiikkatyökalu ensimmäiselle maapallon läheisen ympäristön kolmiulotteiselle kartalle, poikkeuksellisuutensa antavat sen usean avaruusaluksen samanaikaiset havainnot. Klusteri mullistaa ymmärrystämme tavoista ja mekanismeista, joilla aurinkoaktiivisuus vaikuttaa maan päälle.
Lisäksi Clusterin tutkimus maanplasman turbulenssista sekä siihen liittyvä dynamiikka ja energiat edistävät plasmapoliittisten teorioiden etenemistä. Tämä ei ole tärkeätä paitsi astrofysiikassa, myös plasman ymmärtämisen ja käsittelyn kannalta laboratorioissa, ottaen huomioon mukana olevat suuret energiat. Tämä on erityisen tärkeää ydinfuusion tutkimuksessa.
Esimerkiksi Clusterin tiedot täydentävät plasmafysiikan tutkimusta kansainvälisessä ITER-projektissa, joka on kokeellinen vaihe, johon osallistuu useita tutkimuslaitoksia ympäri maailmaa tulevaisuuden sähköä tuottaville voimalaitoksille. Tältä osin klusterilla on vapaa pääsy ainoaan avoimeen, luonnolliseen laboratorioon tutkimalla magnetosfääriä. plasmafysiikan tutkimiseksi.
Alkuperäinen lähde: ESA-portaali
