Kuvan luotto: NASA
Uusi tutkimus osoittaa, että elektronit voivat surffailla auringon tuulen ohjaamilla magneettiaalloilla ja kiihtyä siihen pisteeseen, että ne voivat aiheuttaa vakavia vaurioita maapallon kiertäville avaruusaluksille. Prosessi on seurausta vuorovaikutuksesta maan magneettikentän ja auringon tuulen tiheyden vaihtelun välillä. Auringon tuulen tiheyden muuttuessa se aiheuttaa magneettikentän aaltojen rypistyvän takaisin Maahan. Elektroneja voi tarttua näihin väreilyihin ja surffata takaisin maahan niin nopeasti, että ne voivat vaurioittaa herkää elektroniikkaa avaruudessa.
Avaruusasiantuntijoiden ryhmän mukaan ”tappaja” elektronit, jotka kykenevät tuhoamaan avaruusaluksen kiertoradalla, voivat “surffata” auringon tuulen ohjaamia magneettisia aaltoja.
Bostonin yliopiston ja National Oceanic and Atmospheric Administrationin (NOAA) ryhmä yhdisti NASA: n ja NOAA-avaruusaluksen havainnot tunnistaakseen ilmiön, joka selittää kuinka aurinkotuuli saa aaltoja maan magneettikentässä (magnetosfäärissä). Maan kiertävät tavalliset elektronit Van Allen -säteilyvyöissä saattavat aaltoida aallonpohjassa kiihtyen lähellä valonopeutta energialla, joka on 300-500 kertaa suurempi kuin televisiossa olevat elektronit.
Auringon tuuli on sähköisesti varautuneiden hiukkasten virta, jota puhalletaan jatkuvasti Auringosta. Magnetosfääri on onkalo, joka muodostuu, kun aurinkotuuli kohtaa maan magneettikentän. Kun aurinkotuulen tiheys on korkea ja tulee magnetosfääriin, magnetosfääri puristuu. Kun tuulen tiheys on pieni, magnetosfääri laajenee. Tutkijat havaitsivat, että aurinkotuuli sisältää jaksottaisia korkea- ja matalatiheisiä rakenteita, jotka ajavat magnetosfäärin periodista ”hengitys” toimintaa ja maailmanlaajuista magneettiaaltojen muodostumista.
On tunnettua, että jos näiden aaltojen taajuus vastaa niiden elektronien taajuutta, jotka liikkuvat niiden liikkeessä Van Allen -vyöllä, elektroneja voidaan kiihdyttää, mikä lisää merkittävästi niiden energiaa. Prosessi on samanlainen kuin aaltopyydystävän vahtimestarin. Jotkut elektronit “ajavat aaltoa” ja saavat niin paljon energiaa, että ne voivat sitten vaurioittaa kalliita avaruusaluksia.
"Jos voimme vahvistaa tämän merkittävänä mekanismina" tappaja "-elektroneja kiihdyttävien aaltojen aikaansaamiseksi, niin tuulen kaltaisten satelliittien tietoja käyttävät tutkijat voivat kehittää ennakkovaroituksen avaruusalusten käyttäjille siitä, että heidän avaruusaluksensa voi olla vaarassa liialliselle ja vahingolliselle säteilyaltistukselle, ”Sanoi tohtori Barbara Giles, Polar-avaruusaluksen projektitieteilijä NASA: n Goddard-avaruuslentokeskuksessa, Greenbelt, Md.
Kun elektronista tulee tätä energistä, ne voivat tunkeutua avaruusaluksen sisätilaan. Kun ne ovat sisällä elektroniikkaosia, ne rakentavat staattista sähköä, joka voi oikosulkea kriittisen osan tai saattaa avaruusaluksen huonoon toimintatilaan.
"Uutta ja mielenkiintoista tässä tutkimuksessa on se, että ihmiset ovat aina etsineet magnetosfäärin sisäisiä mekanismeja näiden aaltojen tuottamiseksi", kertoi tohtori Larry Kepko, Bostonin yliopiston tutkijatohtori ja kahden tutkimusta käsittelevän tutkielman, yksi julkaistu julkaisussa Geofysikaalisen tutkimuksen lehdessä kesäkuussa 2003 ja toisessa Geofysikaalisten tutkimusten kirjeissä vuonna 2002. "Mutta täällä olemme löytäneet ulkoisen mekanismin - itse aurinkotuulen."
NASA: n polaariset ja tuuliset satelliitit sekä NOAA: n geostationaarinen operatiivinen ympäristösatelliitti (GOES) tarjosivat tärkeimmät havainnot, jotka johtivat ryhmän tähän johtopäätökseen. Polar vahvisti, että aallot eivät ole paikallisia, vaan globaaleja. Tuulen satelliitti oli ensisijainen lähde tunnistamaan aurinkotuulen tiheysrakenteet, jotka ajavat magnetosfääriä. GOES toimitti tietoja Maan magnetosfääristä, kun sen koko kasvoi ja pieneni.
"Tiesimme jo, että aurinkotuulilla on tiheysrakenteita ja että magneettiset aallot voivat kiihdyttää elektroneja", kertoi tohtori Harlan Spence, Bostonin yliopiston astronomian apulaisprofessori ja tämän tutkimuksen kahden tutkimuksen artikkelin kirjoittaja. ”Emme tienneet, että auringon tuulen rakenteet voivat olla säännöllisiä ja ajaa magneettisia aaltoja. Nämä uudet havainnot voivat tarjota puuttuvan linkin näiden kahden välillä. "
Näiden äskettäin löydettyjen aurinkotuulirakenteiden lopullinen lähde on edelleen mysteeri, mutta joukkue olettaa, että Auringolla voi olla suora rooli. "Auringon tuulen tiheyden vaihteluita hallitaan osittain magneettisen uudelleenkytkennän, magneettikenttäviivojen kiertymisen ja napsahduksen avulla Auringon pinnalla", sanoo tohtori Kepko. ”Järjestelmällisellä, jaksottaisella tavalla tapahtuva uudelleenyhteys voi tuottaa havaitut jaksollisen tiheyden rakenteet auringon tuulessa. On olemassa todisteita siitä, että tätä voi tapahtua, mutta lopullisen yhteyden luomiseksi tarvitaan lisätutkimuksia. "
Tohtori James Van Allen ja hänen tiiminsä löysivät Van Allen -säteilyvyöt vuonna 1958 Iowan yliopistossa tutkijoiden 1 ja 3 kanssa, jotka ovat ensimmäiset Yhdysvaltain menestyksekkäästi lähettämät satelliitit. Ne ovat sähköisesti varautuneiden hiukkasten hihnat, jotka ovat loukussa maan magneettikentän kanssa. Koska hiukkaset ovat sähköisesti varautuneita (lähinnä protoneja ja elektroneja), ne tuntevat magneettiset voimat ja ovat rajoittuneina spiraaliin näkymättömien magneettisen voiman linjojen ympärillä, jotka muodostavat maan magneettikentän. Van Allen -järjestelmässä on oikeastaan kaksi donitsinmuotoista hihnaa, yksi toisensa sisällä maan kanssa sisähihnan "reikässä". Sisäinen hihna, joka koostuu nopeista protoneista, sijaitsee korkeudella 430–7 500 mailia (noin 700–12 000 km) maan yläpuolella. Ulompi hihna on valmistettu nopeista elektronista ja se esiintyy korkeudessa 15 500–25 000 mailia (noin 25 000–40 000 km) maan yläpuolella. Avaruusalusten käyttäjät yrittävät välttää kiertoratoja näillä alueilla, mutta joskus nämä korkeudet ovat parhaat tietyn tehtävän kannalta, tai avaruusaluksen on kuljettava vyöjen läpi osan kiertoradaltaan tai päästäkseen kokonaan maapallosta.
NASA: n polaari- ja tuuli-satelliitit, jotka tunnetaan yhdessä nimellä “Global Geospace Science Program”, on omistettu auttamaan tutkijoita ymmärtämään, kuinka Auringon hiukkaset ja energia virtaavat maapallon avaruusympäristön läpi ja ovat vuorovaikutuksessa sen kanssa.
NOAA on sitoutunut keräämään tietoja valtamereistä, ilmakehästä, avaruudesta ja auringosta. Sen GOES-satelliittijärjestelmä on peruselementti Yhdysvaltojen sääseurannalle ja -ennusteille. NOAA: n tohtori Howard Singer on kolmas tutkimusta käsittelevä vuoden 2002 artikkeli.
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
