Tuhannet mailia maan päällä, avaruussääsäännöt. Se on näennäisesti tyhjä ja yksinäinen paikka - paikka, josta on löydetty runsaasti mysteeriä, jota kutsutaan kylmäksi plasmaksi, ja jolla saattaa hyvinkin olla merkitystä yhteydellemme aurinkoon. Vaikka se on pysynyt käytännössä piilossa, ruotsalaiset tutkijat ovat luoneet uuden menetelmän näiden kylmien, varautuneiden ionien mittaamiseksi. Kun todisteita siitä, että siellä on ajateltu enemmän kuin kerran, nämä uudet havainnot voivat hyvinkin antaa meille vihjeitä siitä, mitä tapahtuu muiden planeettojen ja niiden luonnollisten satelliittien ympärillä.
"Mitä enemmän etsit alhaisen energian ioneja, sitä enemmän löydät", sanoi Mats Andre, Ruotsin Uppsalan avaruusfysiikan instituutin avaruusfysiikan professori ja tutkimusryhmän johtaja, jonka havainnot on hyväksytty julkaisu Geophysical Research Letters -lehdessä, American Geophysical Union -lehdessä. ”Emme tienneet, kuinka paljon siellä oli. Se on enemmän kuin edes luulin. "
Mistä tämä arvoitus on peräisin? Matalan energian ionit alkavat ilmakehän yläosasta, nimeltään ionosfääri. Tässä aurinkoenergia voi irrottaa elektroneja molekyyleistä, jättäen atomit, kuten happi ja vety, positiivisella varauksella. Näiden ionien löytäminen fyysisesti on kuitenkin ollut ongelmallista. Vaikka tutkijat tiesivät heidän olevan olemassa noin 100 kilometrin (60 mailin) korkeudessa, Andre ja kollega Chris Cully asettivat kohteitaan korkeammalle - 20 000–100 000 km (12 400–60 000 mailia). Reunalla kylmien ionien määrä vaihtelee välillä 50 - 70% ... muodostaen suurimman osan avaruuden massasta.
Se ei kuitenkaan ole ainoa paikka, josta on löydetty kylmää plasmaa. Tutkimussatelliittitietojen ja laskelmien mukaan tietyillä korkealla sijaitsevilla vyöhykkeillä on jatkuvasti alhaisen energian ioneja. Ryhmä on havainnut heidät niin kauan kuin 100 000 km: n korkeudella! Andre sanoo, että niin monien suhteellisen viileiden ionien löytäminen näiltä alueilta on yllättävää, koska maapallon korkeille korkeuksille auringon tuulen vaikutuksesta on niin paljon energiaa - kuuma plasma on noin 1000 kertaa kuumempi kuin mitä Andre pitää kylmänä. Kuinka kylmä? ”Matalaenergisissa ioneissa on energiaa, joka vastaa noin 500 000 celsiusastetta (noin miljoona Fahrenheit-astetta) tyypillisillä maapallon tiheyksillä. Mutta koska ionien tiheys avaruudessa on niin alhainen, satelliitit ja avaruusalukset voivat kiertää ilman räjähtää liekkeihin. "
Näiden vähän energiaa kuluttavien ionien määrittäminen ja ilmakehästä poistuvan materiaalin mittaaminen on ollut vaikea tehtävä. Andrein työpaja on satelliitti ja yksi neljästä Euroopan avaruusjärjestön CLUSTER-avaruusaluksesta. Siinä on hienosta langasta luotu ilmaisin, joka mittaa niiden välistä elektronista kenttää satelliitin pyörimisen aikana. Tietoja kerättäessä tutkijat kuitenkin löysivät parin salaisuuden - vahvat sähkökentät odottamattomissa avaruusalueilla ja sähkökentät, jotka eivät heiluneet tasaisesti.
"Tutkijalle se näytti melko ruma", Andre sanoi. ”Yritimme selvittää, mikä instrumentilla oli vialla. Sitten tajusimme, että soittimella ei ole mitään vikaa. " Se mitä he löysivät, avasivat heidän silmänsä. Kylmä plasma muutti satelliittia ympäröivien sähkökenttien asettelua. Tämä sai heidät tajuamaan, että he voisivat hyödyntää kenttämittauksiaan vahvistaakseen kylmän plasman läsnäolon. "Se on fiksu tapa muuttaa avaruusalukseen perustuvan ilmaisimen rajoitukset omaisuudeksi", kertoi NASA: n Magnetospheric Multiscale -operaation vanhempi projektitutkija Thomas Moore Goddardin avaruuslentokeskuksessa Greenbeltissä, Marylandissa. Hän ei ollut mukana uudessa tutkimuksessa.
Näiden uusien tekniikoiden avulla tiede voi mitata ja kartoittaa maan kylmän plasmakuoren - ja oppia lisää siitä, kuinka sekä kuuma että kylmä plasma muuttuvat äärimmäisissä avaruussääolosuhteissa. Tämä tutkimus osoittaa paremman ymmärryksen myös muista kuin omasta ilmapiiristä. Tällä hetkellä uudet mittaukset osoittavat, että noin kilogramma (kaksi kiloa) kylmää plasmaa pakenee maan ilmakehästä joka sekunti. Jos tutkijalla on vankka luku menetyksen perustana, tutkijat voivat pystyä mallintamaan, mistä tuli Marsin ilmakehä - tai selittämään ilmapiiri muiden planeettojen ja kuiden ympärillä. Se voi myös auttaa tarkemmassa avaruussääennusteissa - vaikka se ei suoraan vaikuta itse ympäristöön. Se on avainpelaaja, vaikka se ei itse aiheuta vahinkoa. "Voit ehkä tietää, missä matalapaineinen alue on, odottaa myrskyä", Andre totesi.
Avaruussääennusteiden nykyaikaistaminen sinne, missä se on samanlainen kuin tavallinen sääennuste, "ei ollut edes mahdollista etäältä, jos puuttuu suurin osa plasmassasi", Moore NASA: n kanssa sanoi. Nyt, tapaa mitata kylmä plasma, korkealaatuisten ennusteiden tavoite on yksi askel lähemmäksi. "Se on asioita, joita emme voineet nähdä ja emme pystyneet tunnistamaan, ja sitten yhtäkkiä voimme mitata sen", Moore kertoi vähän energiaa käyttävistä ioneista. "Nyt voit itse tutkia sitä ja nähdä, sopiiko se teorioiden kanssa."
Alkuperäinen tarinan lähde: American Geophysical Union -lehdistötiedote. Lisätietoja lukemiseksi: Matalan energian ionit: Aiemmin piilotettu aurinkokunnan hiukkaspopulaatio.
