Umetnikov vtis mikro turbulenc, ki jih je videl Cluster. Kreditna slika: ESA Klikni za povečavo
Zahvaljujoč meritvam, ki jih je izvajala misija za grozd ESA, je skupina evropskih znanstvenikov identificirala „mikro vor-rešetke v magnetosferi Zemlje.
Tako majhne vrtinčne vrtine, katere obstoj je bil predviden z matematičnimi modeli, v vesolju še nismo opazili. Rezultati niso pomembni samo za vesoljsko fiziko, ampak tudi za druge aplikacije, kot so raziskave jedrske fuzije.
9. marca 2002 so štirje kasetni sateliti, ki so leteli v tetraedrski formaciji na razdalji 100 kilometrov drug od drugega, prečkali severni magnetni vrhunec? ko so odkrili. Magnetne izbokline so območja nad magnetnimi polami, kjer črte magnetnega polja, ki obdajajo Zemljo, tvorijo magnetni lijak.
Magnetni vrhunec sta dve pomembni regiji v Zemljini magnetosferi, kjer je sončni veter? - stalen pretok nabitih delcev, ki jih ustvarja Sonce, ki prečka celoten Osončje - lahko neposredno dostopa do zgornjega sloja Zemljine atmosfere (ionosfere).
Velike količine plazme (plin nabitih delcev) in energije se prevažajo skozi te in druge? Dostopne? da bi prodrli v naravni zaščitni ščit magnetosfere - Zemlje. Le manj kot en odstotek vse energije, ki jo nosi sončni veter in zadene magnetosfero Zemlje, se dejansko uspe prebiti skozi, vendar še vedno lahko pomembno vpliva na zemeljske sisteme, kot so telekomunikacijska omrežja in daljnovodi.
Sončev material, ki se prikrade, povzroča turbulenco v plazmi, ki obdaja Zemljo, podobno kot v tekočinah, vendar z vključenimi kompleksnejšimi silami. Takšna turbulenca nastaja, na primer, na območjih prehoda med plastmi različnih gostot in temperatur, vendar mehanizmi njenega tvorjenja še niso povsem jasni.
Turbulenca obstaja na različnih lestvicah, od nekaj tisoč do nekaj kilometrov. Z in situ? Večtočkovnim? meritve so štirje grozdni sateliti leta 2004 poročali o obstoju turbulenc - vrtincev do širine 40 000 kilometrov na robu magnetne pavze? (mejni sloj, ki loči magnetosfero od prostega prostora). Novo odkritje mikro? turbulenca z vrtinci, dolgimi samo 100 kilometrov, je prva v raziskavi plazme, ki obdaja Zemljo.
Grozd: diagnostično orodje brez primere
Takšno odkritje je zelo relevantno. Na primer, znanstvenikom omogoča, da začnejo povezovati majhne in velike turbulence in se začnejo spraševati, kako se dejansko oblikuje in kakšne so povezave. Na primer, kateri so osnovni mehanizmi, ki poganjajo in oblikujejo turbulenco? Koliko vrtinci prispevajo k transportu mase in energije skozi mejne plasti? Ali so za ustvarjanje velikih potrebni majhni vrtinci? Ali pa po drugi strani veliki vrtinci razblinijo svojo energijo in ustvarijo kaskado manjših?
Pri poskusu odgovora na ta vprašanja je Cluster brezstični diagnostični pripomoček za prvi tridimenzionalni zemljevid okoliškega Zemlje, njegovo izjemnost pa dajejo sočasna opazovanja več vesoljskih plovil. Grozd spreminja naše razumevanje načinov in mehanizmov, s katerimi sončna aktivnost vpliva na Zemljo.
Poleg tega Clusterjeva študija turbulenc v Zemljini plazmi z dinamiko in vpletenimi energijami prispeva k napredku temeljnih teorij o plazmi. To ni pomembno le v astrofiziki, ampak tudi glede razumevanja in ravnanja s plazmo v laboratorijih glede na visoke energije. To je še posebej pomembno za raziskave jedrske fuzije.
Na primer, podatki o grozdu dopolnjujejo raziskave fizike plazme v mednarodnem projektu ITER, poskusnem koraku, v katerega so vključene številne raziskovalne ustanove po svetu za jutrišnje elektrarne, ki proizvajajo elektriko. V tem pogledu ima grozd s sondiranjem v magnetosfero prost dostop do edinega odprtega naravnega laboratorija? za študij fizike plazme.
Izvirni vir: portal ESA
