Grafika, ki predstavlja NASA ACE in Wind ter vesoljsko plovilo ESA, ki se srečujeta s curki sončnih delcev. Kreditna slika: UC Berkeley Klikni za povečavo
Flota NASA in vesoljskih vremenskih sond Evropske vesoljske agencije je v sončnem vetru med Soncem in Zemljo opazila ogromen curek električno nabitih delcev. Letalo, vsaj 200-krat širše od Zemlje, se je poganjalo s trčenjem magnetnih polj v procesu, imenovanem "magnetna ponovna povezava".
magnetna ponovna povezava v sončnem vetru
Ti curki so posledica naravnih pospeševalcev delcev, ki pritrjujejo karkoli na Zemlji. Znanstveniki na Zemlji gradijo kilometre za pospeševanje delcev, da skupaj razbijejo atome, da bi razumeli temeljne zakone fizike.
Podobni reaktorji na električni pogon se pojavljajo v Zemljinem magnetnem ščitu, ki povzročajo učinke, ki lahko onemogočijo kroženje vesoljskih plovil in povzročijo hude magnetne nevihte na našem planetu, včasih pa tudi porušijo elektrarne.
Na novo odkriti medplanetarni curki so veliko večji od tistih, ki se pojavljajo v Zemljinem magnetnem ščitu. Novo opazovanje je prva neposredna meritev, ki kaže, da se lahko magnetna ponovna povezava zgodi na neizmernih lestvicah.
Razumevanje magnetne ponovne povezave je bistvenega pomena za razumevanje eksplozivnih pojavov po celotnem vesolju, kot so sončni žarki (eksplozije milijarde megatonov v Sončevi atmosferi), gama žarki (intenzivni sunki sevanja iz eksotičnih zvezd) in laboratorijska jedrska fuzija. Tako kot lahko gumijasti trak nenadoma zaskoči, ko je zvit predaleč, je magnetna ponovna povezava naravni proces, s katerim se energija v stresnem magnetnem polju nenadoma sprosti, ko spremeni obliko, pospeši delce (ione in elektrone).
"Samo s koordiniranimi meritvami vesoljskih plovil med soncem in zemljo, kot so ACE, veter in grozd, lahko raziskujemo vesoljsko okolje z izjemno podrobnostmi in v treh dimenzijah," pravi dr. Tai Phan, vodilni avtor rezultatov z univerze v Kaliforniji , Berkeley. "Vesoljsko vesoljsko okolje je edini naravni laboratorij, kjer lahko neposredno merimo fiziko eksplozivnih magnetnih pojavov, ki se pojavljajo po vsem vesolju." Phan-jev članek je 12. januarja kot naslovnica v reviji Nature.
Sončni veter je razredčen tok električno nabitih (ioniziranih) plinov, ki nenehno piha s Sonca. Ker je sončni veter električno nabit, s seboj nosi sončna magnetna polja. Sončev veter, ki izhaja iz različnih krajev na Soncu, nosi magnetna polja, usmerjena v različne smeri. Magnetna ponovna povezava v sončnem vetru se zgodi, ko se stisnejo plošče nasprotnih usmerjenih magnetnih polj. Pri tem se listi povežejo, da tvorijo prerez v obliki črke X, ki ga nato uničijo ali zlomijo, da tvorijo novo geometrijo magnetne črte. Z ustvarjanjem drugačne magnetne geometrije nastajajo obsežni curki delcev, ki tečejo stran od mesta ponovne povezave.
Do nedavnega so o magnetni ponovni povezavi večinoma poročali v Zemljini "magnetosferi", naravnem magnetnem ščitu, ki obdaja Zemljo. Sestavljen je iz magnetnih polj, ki jih ustvarja naš planet, in nas brani pred neprekinjenim tokom nabitih delcev, ki sestavljajo sončni veter, tako da jih odkloni. Ko pa se zgodi, da so proge medplanetarnega magnetnega polja, ki jih nosi sončni veter, nasprotno usmerjene proti Zemljinim magnetnim poljem, se ponovno poveže in sončni material lahko prebije Zemljin ščit.
Nekateri prejšnji dogodki ponovne povezave, merjeni z Zemljino magnetosfero, so nakazovali, da je bil pojav po naravi naključen in zakrpan, saj se je razprostiral na nekaj deset tisoč kilometrih. Vendar pa "to odkritje rešuje dolgotrajno razpravo o tem, ali je ponovno povezovanje v bistvu zakrpljeno ali ali namesto tega lahko deluje v večjih regijah v vesolju," je dejal dr. Jack Gosling z univerze v Koloradu, soavtor prispevka pionir na področju raziskav o ponovni povezavi v vesolju.
Širša slika magnetne ponovne povezave se je pojavila, ko je bilo šest vesoljskih plovil? štirimi vesoljskimi plovili Evropske vesoljske agencije in Nasinim naprednim pregledovalnikom sestave (ACE) in sondami vetra? so 2. februarja 2002 leteli v sončnem vetru zunaj Zemljine magnetosfere in naključno odkrili. V času približno dveh ur in pol so vsa vesoljska plovila zaporedoma opazovala en sam ogromen curek delcev, širok najmanj 2,5 milijona kilometrov (približno 1,5 milijona milj ali skoraj 200 premerov Zemlje), ki jih je povzročil največji dogodek ponovne povezave doslej merjeno neposredno.
"Če bi bila opažena ponovna povezava neenakomerna, eno ali več vesoljskih plovil najverjetneje ne bi naletelo na pospešen tok delcev," je dejal Phan. "Poleg tega bi prišlo do zakrpanih in naključnih ponovnih povezav, ki bi v različnih smereh odkrivali letala, usmerjena v različne smeri, kar pa ni bilo tako."
Ker je vesoljsko plovilo letalo zaznavalo več kot dve uri, mora biti povezava skoraj enaka, vsaj v tem časovnem obdobju. Še 27 velikih dogodkov ponovne povezave? s pripadajočimi curki - identificirali so jih ACE in Wind, od tega so štirje razširili več kot 50 premerov Zemlje ali 650.000 kilometrov (približno 400.000 milj). Zahvaljujoč tem dodatnim podatkom bi skupina lahko sklenila, da je treba ponovno povezavo s sončnim vetrom obravnavati kot razširjen in stalen pojav.
Dogodek 2. februarja 2002 bi bil lahko bistveno večji, vendar je vesoljsko plovilo ločilo največ 200 premerov Zemlje, zato njegov dejanski obseg ni znan. Dve novi misiji NASA bosta pomagali oceniti dejansko velikost teh dogodkov in jih podrobneje preučili. Misija za opazovanje sončnih zemeljskih odnosov (STEREO), ki naj bi bila izstreljena maja ali junija 2006, bo sestavljena iz dveh vesoljskih plovil, ki krožijo po Soncu na nasprotnih straneh Zemlje, ločenih s približno 186 milijoni milj (skoraj 300 milijonov kilometrov). Njihovo glavno poslanstvo je opazovanje koronskih množičnih izpustov, milijarde ton izbruhov električno napolnjenega plina s Sonca, v treh dimenzijah. Vendar bo vesoljsko plovilo lahko zaznalo tudi dogodke magnetne ponovne povezave, ki se dogajajo v sončnem vetru, z instrumenti, ki merijo magnetna polja in nabito delce. Večplastna misija Magnetospheric (MMS), načrtovana za začetek leta 2013, bo s pomočjo štirih enakih vesoljskih plovil na različnih zemeljskih orbitah izvedla podrobne študije vzroka magnetne ponovne povezave v Zemljini magnetosferi.
Izvirni vir: NASA News Release
