Skica različnih področij Zemljine magnetosfere. Kliknite za povečavo
Vesoljska plovila Cluster ESA so bila ob pravem času na pravem mestu, ko so letela skozi območje zemeljskega magnetnega polja, ki pospešuje elektrone do približno 1 / 100. hitrosti svetlobe. Regijo imenujemo elektronsko difuzijsko območje; meja le nekaj kilometrov debela med Zemljinim magnetnim poljem in Sončevim soncem. Skozi eno uro so vesoljska plovila zajela v območje difuzije elektronov, saj je sončni veter to plast premikal naprej in nazaj.
Grozdni sateliti ESA so preleteli območja zemeljskega magnetnega polja, ki pospešijo elektrone do približno ene stotine hitrosti svetlobe. Pripombe predstavijo znanstvenikom Clusterja, ki so prvič odkrili te dogodke in jim dali vpogled v podrobnosti univerzalnega procesa, znanega kot magnetna ponovna povezava.
25. januarja 2005 so se štiri vesoljska plovila Cluster znašla na pravem mestu ob pravem času: območje prostora, znano kot elektronsko difuzijsko območje. To je meja, debela le nekaj kilometrov, na nadmorski višini približno 60 000 kilometrov. Označuje mejo med Zemljinim magnetnim poljem in Sončevim. Sončevo magnetno polje nosi na Zemljo veter električno nabitih delcev, znan kot sončni veter.
Območje difuzije elektronov je kot električno stikalo. Ko je obrnjen, porabi energijo, shranjeno v Sončevem in Zemljinem magnetnem polju, za segrevanje električno nabitih delcev v njegovi bližini z velikimi hitrostmi. Na ta način sproži postopek, ki lahko povzroči nastanek avrore na Zemlji, kjer hitro premikajoči se nabiti delci trčijo v atmosferske atome in jih žarejo.
Obstaja tudi bolj zlovešča stran elektronskih difuzijskih področij. Pospešeni delci lahko s trčenjem v njih poškodujejo satelite in povzročijo nabiranje električnih nabojev. Ti kratek stik in uničijo občutljivo opremo.
Devetnajstkrat v eni uri se je četverica grozdov znašla v območju difuzije elektronov. To je bilo zato, ker je sončni veter posuševal mejni sloj, zaradi česar se je premikal naprej in nazaj. Vsako križanje območja difuzije elektronov je trajalo le 10-20 milisekund za vsako vesoljsko plovilo, vendar pa je bil edinstven instrument, znan kot elektronski pomični instrument (EDI), dovolj hiter za merjenje pospešenih elektronov.
Opazovanje je pomembno, ker zagotavlja najcelovitejše meritve območja difuzije elektronov. "Tudi najboljši računalniki na svetu ne morejo simulirati elektronske difuzijske regije; samo nimajo računske moči, da bi to storili, "pravi Forrest Mozer, kalifornijska univerza Berkeley, ki je vodil preiskavo podatkov o grozdu.
Podatki bodo zagotovili neprecenljiv vpogled v postopek magnetne ponovne povezave. Pojav se pojavlja po vesolju na več različnih lestvicah, kjer koli so zapletena magnetna polja. V teh zapletenih situacijah se magnetna polja občasno zrušijo v bolj stabilne konfiguracije. To je ponovna povezava in sprošča energijo skozi območja difuzije elektronov. Na Soncu magnetna ponovna povezava poganja sončne žarke, ki občasno sproščajo ogromne količine energije nad sončnimi piki.
To delo lahko pomembno vpliva tudi na reševanje energetskih potreb na Zemlji. Jedrski fiziki, ki poskušajo izdelati fuzijske generatorje, poskušajo ustvariti stabilna magnetna polja v svojih reaktorjih, vendar jih prizadenejo dogodki ponovne povezave, ki uničijo njihovo konfiguracijo. Če je mogoče postopek ponovne povezave razumeti, bodo morda postali načini za njegovo preprečevanje v jedrskih reaktorjih.
Vendar to še vedno ostaja v prihodnosti. "Moramo narediti veliko več znanosti, preden v celoti razumemo ponovno povezavo," pravi Mozer, katerega namen je zdaj razumeti, kateri pogoji sončnega vetra sprožijo dogodke ponovne povezave in z njimi povezana območja difuzije elektronov, ki jih vidi Cluster.
Izvirni vir: portal ESA
