Kreditna slika: NASA
Nove raziskave kažejo, da lahko elektroni brskajo po magnetnih valovih, ki jih poganja sončni veter, in jih pospešimo do te mere, da lahko povzročijo resno škodo vesoljskim plovilom, ki krožijo po Zemlji. Proces je posledica interakcije med Zemljinim magnetnim poljem in nihanji v gostoti sončnega vetra. Ko se gostota sončnega vetra spreminja, povzroči, da se valovi v magnetnem polju valijo nazaj na Zemljo. Elektroni se lahko ujamejo v teh valovih in tako hitro brskajo po Zemlji, da lahko poškodujejo občutljivo elektroniko v vesolju.
Po mnenju ekipe vesoljskih znanstvenikov bodo "ubijajoči" elektroni, ki so sposobni prebiti puščanje na orbiti vesoljskih plovil, lahko "brskali" o magnetnih valovih, ki jih poganja sončni veter.
Skupina z univerze v Bostonu in Nacionalne uprave za oceano in atmosfero (NOAA) sta združila opazovanja vesoljskih plovil NASA in NOAA, da bi ugotovila pojav, ki pojasnjuje, kako sončni veter ustvarja valove v Zemljinem magnetnem polju (magnetosferi). Navadni elektroni, ki krožijo na Zemlji v Van Allenovih sevalnih pasovih, se lahko usmerijo v valove, ki pospešujejo do bližine svetlobne hitrosti, z energijo 300-500 krat večjo od elektronov na televizijskem zaslonu.
Sončni veter je tok električno nabitih delcev, ki nenehno pihajo s Sonca. Magnetosfera je votlina, ki nastane, ko sončni veter naleti na Zemljino magnetno polje. Ko je gostota sončnega vetra velika in se prikaže proti magnetosferi, se magnetosfera stisne. Ko je gostota vetra majhna, se magnetosfera širi. Raziskovalci so odkrili, da sončni veter vsebuje periodične strukture visoke in nizke gostote, ki vodijo občasno »dihajočem« delovanju magnetosfere in globalni generaciji magnetnih valov.
Znano je, da če se frekvenca teh valov ujema s frekvenco elektronov, ki se gibljejo v Van Allenovem pasu, lahko elektrone pospešimo, kar znatno poveča njihovo energijo. Postopek je podoben boogyboarderju, ki lovi val. Nekateri elektroni "vozijo val" in pridobijo toliko energije, da lahko nato poškodujejo draga vesoljska plovila.
"Če lahko to potrdimo kot pomemben mehanizem za ustvarjanje valov, ki pospešujejo 'morilske' elektrone, bi lahko znanstveniki, ki uporabljajo podatke s satelitov, kot je Wind, vnaprej opozorili upravljavce vesoljskih plovil, da lahko njihova vesoljska plovila grozijo prekomerne in škodljive izpostavljenosti sevanju, "Je povedala doktorica Barbara Giles, znanstvenica projekta za polarno vesoljsko plovilo v Nasinem vesoljskem letalskem centru Goddard, Greenbelt, Md.
Ko elektroni postanejo ta energični, lahko prodrejo v notranjost vesoljskih plovil. Ko so v elektronskih delih, ustvarijo statično elektriko, ki lahko kratki stik povzroči kritični del ali pusti vesoljsko plovilo v slab način delovanja.
"Pri tej raziskavi je novo in navdušujoče to, da so ljudje vedno iskali mehanizme, ki so znotraj magnetosfere za ustvarjanje teh valov," je dejal dr. Larry Kepko, znanstveni sodelavec na bostonski univerzi in vodilni avtor dveh člankov o tej raziskavi, enega objavljenega v Journal of Geophysical Research junij 2003 in drugo v Geophysical Research Letters iz leta 2002. "Ampak tukaj smo našli zunanji mehanizem - sončni veter."
Nasina satelita Polar in Wind, skupaj z NOAA-in geoostacionarnim operativnim okoljskim satelitom (GOES), sta zagotovila ključna opažanja, ki so ekipo vodile do tega zaključka. Polar je potrdil, da valovi niso lokalni, ampak globalni. Satelit vetra je bil glavni vir za prepoznavanje gostotnih struktur v sončnem vetru, ki poganjajo magnetosfero. GOES je posredoval podatke o magnetosferi Zemlje, ko se je povečeval in zmanjšal.
"Že vedeli smo, da ima sončni veter strukturo gostote in da magnetni valovi lahko pospešijo elektrone," je dejal dr. Harlan Spence, izredni profesor astronomije na univerzi v Bostonu in soavtor obeh člankov o tej raziskavi. "Nismo vedeli, da so strukture sončnega vetra lahko periodične in poganjajo magnetne valove. Ta nova opažanja lahko zagotavljajo manjkajočo povezavo med tema dvema. "
Končni vir teh na novo odkritih struktur sončnega vetra je še vedno skrivnost, toda ekipa ugiba, da lahko Sonce igra neposredno vlogo. "Spremembe gostote sončnega vetra so delno nadzorovane z vzorcem magnetne ponovne povezave, zvijanjem in rezanjem linij magnetnega polja na površini Sonca," pravi dr. Kepko. „Ponovna povezava, ki se zgodi sistematično, lahko povzroči opažene strukture periodične gostote v sončnem vetru. Obstaja nekaj dokazov, da se to lahko zgodi, vendar so za vzpostavitev dokončne povezave potrebne nadaljnje raziskave. "
Van Allenove sevalne pasove je leta 1958 odkril dr. James Van Allen in njegova ekipa na univerzi Iowa z raziskovalci 1 in 3, ki so bili prvi sateliti, ki so jih uspešno izstrelile ZDA. So pasovi električno nabitih delcev, ujeti z Zemljinim magnetnim poljem. Ker so delci električno nabiti (večinoma protoni in elektroni), čutijo magnetne sile in so omejeni na spiralo okoli nevidnih linij magnetne sile, ki sestavljajo Zemljino magnetno polje. V sistemu Van Allen sta dejansko dva pasu v obliki krofov, eden v drugem, z Zemljo v "luknji" notranjega pasu. Notranji pas, sestavljen iz protonov za visoke hitrosti, se nahaja na nadmorski višini med 430 in 7500 miljami (približno od 700 do 12 000 km) nad Zemljo. Zunanji pas je narejen iz hitrih elektronov in se pojavlja na višini med 15.500 in 25.000 miljami (približno 25.000 do 40.000 km) nad Zemljo. Upravljavci vesoljskih plovil se trudijo izogniti se orbiti v teh regijah, včasih pa so te nadmorske višine najboljše za določeno misijo ali pa mora vesoljsko plovilo skozi del svoje orbite preiti pasove ali v celoti pobegniti z Zemlje.
Nasini sateliti Polar and Wind, skupaj znani kot "Globalni geoprostorski znanstveni program", so namenjeni pomoči znanstvenikom, da razumejo, kako delci in energija sonca tečejo skozi Zemljino vesoljsko okolje in se z njimi povežejo.
NOAA je namenjena zbiranju podatkov o oceanih, ozračju, vesolju in Soncu. Njegov satelitski sistem GOES je osnovni element za spremljanje in napovedovanje vremena v ZDA. Dr Howard Singer iz NOAA je tretji soavtor prispevka o tej raziskavi iz leta 2002.
Izvirni vir: NASA News Release
