Graafinen esitys NASA: n ACE: stä ja Windistä sekä ESA: n Cluster-avaruusaluksesta, joka kohtaa aurinkohiukkassuihkut. Kuvaluotto: UC Berkeley Klikkaa suuremmaksi
NASA: n laivasto ja Euroopan avaruusjärjestön avaruus-säätunnistimet havaitsivat valtavan sähköisesti varautuneiden hiukkasten suihkun aurinkotuulesta auringon ja maan välillä. Suihkun, joka on vähintään 200 kertaa leveämpi kuin maan, saatiin aikaan magneettikentien törmäys prosessissa, jota kutsutaan ”magneettiseksi uudelleenyhteydeksi”.
magneettinen uudelleenyhteys auringon tuulessa
Nämä suihkut ovat seurausta luonnollisista hiukkaskiihdyttimistä, jotka kääntävät mitä tahansa maan päälle rakennettua. Tutkijat rakentavat mailia pitkiä hiukkaskiihdyttimiä maan päälle puristaakseen atomit yhdessä yrittäessään ymmärtää fysiikan peruslakia.
Samanlaisia uudelleen kytkettäviä suihkukoneita esiintyy maapallon magneettikilvessä, ja ne tuottavat vaikutuksia, jotka voivat estää avaruusalusten kiertämisen ja aiheuttaa vakavia magneettimyrskyjä planeetallamme, joskus häiritsemällä voimalaitoksia.
Äskettäin löydetyt planeettojenväliset suihkukoneet ovat paljon suurempia kuin ne, joita esiintyy maan magneettikilvessä. Uusi havainto on ensimmäinen suora mittaus, joka osoittaa, että magneettinen uudelleenyhteys voi tapahtua valtavissa asteikoissa.
Magneettisen uudelleenyhteyden ymmärtäminen on välttämätöntä koko maailmankaikkeuden räjähtävien ilmiöiden, kuten aurinkokeilan (miljardin megatonin räjähdykset auringon ilmakehässä), gammasätepurskeiden (eksoottisten tähtien voimakkaan säteilypurskeen) ymmärtämiseksi ja laboratorion ydinfuusio. Aivan kuten kuminauha voi yhtäkkiä napsahtaa, kun sitä kierretään liian pitkälle, magneettinen uudelleenkytkentä on luonnollinen prosessi, jossa stressaantuneen magneettikentän energia vapautuu yhtäkkiä, kun se muuttaa muotoa, kiihdyttäen hiukkasia (ioneja ja elektroneja).
"Vain aurinko-maa-yhteys-avaruusalusten, kuten ACE, Wind ja Cluster, koordinoimilla mittauksilla voimme tutkia avaruusympäristöä ennennäkemättömillä yksityiskohdilla ja kolmessa ulottuvuudessa", sanoo tulosten johtava kirjoittaja Dr. Tai Phan Kalifornian yliopistosta. , Berkeley. "Maapallon läheinen avaruusympäristö on ainoa luonnollinen laboratorio, jossa voimme suorittaa mittauksia koko maailmankaikkeudessa esiintyvien räjähtävien magneettisten ilmiöiden fysiikasta." Phanin artikkeli ilmestyy kansilehtenä Nature-lehdessä 12. tammikuuta.
Auringon tuuli on laimennettu sähköä varautuneen (ionisoidun) kaasun virta, joka puhaltaa jatkuvasti Auringosta. Koska aurinkotuuli latautuu sähköisesti, se kantaa auringon magneettikenttiä. Auringon eri paikoista johtuva aurinkotuuli kantaa eri suuntiin osoittavat magneettikentät. Magneettinen uudelleenkytkentä auringon tuulessa tapahtuu, kun vastakkaisesti suunnatut magneettikentät "arkit" puristuvat yhteen. Tällöin levyt yhdistyvät X-muotoiseksi poikkileikkaukseksi, joka sitten hävitetään tai rikkoutuu uuden magneettisen viivan geometrian muodostamiseksi. Eri magneettisen geometrian luominen tuottaa laajoja partikkelisuihkuja, jotka virtaavat pois uudelleenkytkentäkohdasta.
Viime aikoihin saakka magneettisen uudelleenkytkennän ilmoitettiin enimmäkseen maan ”magnetosfäärissä”, maata ympäröivässä luonnollisessa magneettikilvessä. Se koostuu planeettamme tuottamista magneettikenttälinjoista ja suojaa meitä jatkuvalta varautuneiden hiukkasten virtaukselta, jotka muodostavat aurinkotuulista, taiputtamalla niitä. Kuitenkin, kun auringon tuulen kuljettamat planeettojen väliset magneettikenttälinjat sattuvat olemaan vastakkaisessa suunnassa kuin Maan magneettikentän linjat, uudelleenkytkentä kytkeytyy päälle ja aurinko materiaali voi murtautua Maan suojauksen läpi.
Jotkut aikaisemmat Maan magnetosfäärissä mitatut yhteydentapahtumat viittasivat siihen, että ilmiö oli luonnostaan satunnainen ja hajanainen ja ulottui enintään muutamiin kymmeniin tuhansiin kilometriin. Kuitenkin "Tämä löytö ratkaisee pitkäaikaisen keskustelun siitä, onko uudelleenyhteys luontaisesti hajanaista vai voidaanko sen sijaan toimia laajoilla avaruusalueilla", kertoi tohtori Jack Gosling Coloradon yliopistosta. edelläkävijä avaruuden uudelleenyhteyden tutkimuksessa.
Laajempi kuva magneettikytkennästä syntyi, kun kuusi avaruusalusta? neljä Euroopan avaruusjärjestön klusterin avaruusalusta ja NASA: n Advanced Composition Explorer (ACE) ja tuulenkoettimet? lentävät auringon tuulessa Maan magnetosfäärin ulkopuolella 2. helmikuuta 2002 ja tekivät mahdollisuuden löytölle. Noin kahden ja puolen tunnin ajanjakson aikana kaikki avaruusalukset havaitsivat peräkkäin yhden valtavan suihkuttavien hiukkasten virran, joka oli vähintään 2,5 miljoonaa kilometriä (noin 1,5 miljoonaa mailia tai lähes 200 maan halkaisijaa) ja joka on aiheutunut kaikkien aikojen suurimmasta uudelleenkytkentätapahtumasta. mitattu suoraan.
"Jos havaittu uudelleenyhteys olisi hajanainen, yksi tai useampi avaruusalus ei todennäköisesti olisi kokenut kiihtyvää hiukkasvirtausta", Phan sanoi. "Lisäksi hajanaiset ja satunnaiset uudelleenkytkentätapahtumat olisivat johtaneet erilaisiin avaruusaluksiin, jotka havaitsisivat eri suuntiin suunnattuja suihkukoneita, mitä ei ollut."
Koska avaruusalus havaitsi suihkun yli kahden tunnin ajan, uudelleenkytkennän on pitänyt olla melkein tasainen vähintään tämän ajanjakson ajan. Vielä 27 laajamittaista uudelleenyhteystapahtumaa? niihin liittyvien suihkukoneiden kanssa - tunnistivat ACE ja Wind, joista neljä pidensi yli 50 maan halkaisijaa tai 650 000 kilometriä (noin 400 000 mailia). Näiden lisätietojen ansiosta ryhmä päätteli, että yhteyden muodostumista auringon tuulessa on pidettävä jatkuvana ja vakaana ilmiönä.
2. helmikuuta 2002 tapahtuma olisi voinut olla huomattavasti suurempi, mutta avaruusalusta erotti korkeintaan 200 maan halkaisijaa, joten sen todellista laajuutta ei tunneta. Kaksi uutta NASA-operaatiota auttavat mittaamaan tapahtumien todellisen koon ja tutkimaan niitä yksityiskohtaisemmin. Maanpäällisten aurinkosuhteiden seurantakeskuksen (STEREO), joka on tarkoitus käynnistää toukokuussa tai kesäkuussa 2006, muodostuu kahdesta Auringon kiertävästä avaruusaluksesta, jotka kiertävät maapallon vastakkaisilla puolilla ja joita erottaa jopa 186 miljoonaa mailia (lähes 300 miljoonaa kilometriä). Heidän päätehtävänsä on seurata auringon koronaalisia massapoistumisia, miljardin tonnin sähköisesti varautuneen kaasun purkauksia kolmessa ulottuvuudessa. Avaruusalusta pystyy kuitenkin havaitsemaan myös aurinkotuulessa tapahtuvat magneettisen uudelleenkytkennän välineet, jotka mittaavat magneettikenttiä ja varautuneita hiukkasia. Vuonna 2013 suunnitellun magneettisfäärisen monitaajuusoperaation (MMS) avulla käytetään neljää identtistä avaruusalusta erilaisilla maapallon kiertoradailla suorittamaan yksityiskohtaisia tutkimuksia magneettisen uudelleenyhteyden syystä Maan magnetosfäärissä.
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
