A művész szemlélteti az ESA Cluster űrhajóját, amely a Föld felett úszó. Kép jóváírása: ESA Kattintson a nagyításhoz
Az ESA klaszter-missziója feltárta a „gyilkos elektronok” új létrehozási mechanizmusát - nagy energiájú elektronokat, amelyek felelősek a műholdak károsításáért, és súlyos veszélyt jelentenek az űrhajósok számára.
Az elmúlt öt évben a több űrhajó Cluster missziója által végzett felfedezések sorozata jelentősen javította tudásunkat arról, hogy ezek a gyilkos elektronok hogyan, hol és milyen körülmények között jönnek létre a Föld magnetoszférájában.
Az 1950-es évek korai műholdas mérései felfedték az energia részecskék két állandó gyűrűjét a Föld körül.
Általában „Van Allen sugárzási hevedereknek” hívják őket, és tele vannak részecskékkel, amelyeket a Föld mágneses mezője csapdába ejtett. A megfigyelések azt mutatták, hogy a belső heveder meglehetősen stabil protonpopulációt tartalmaz, míg a külső heveder főleg elektronokból áll, változó mennyiségben.
Néhány külső öv elektronja nagyon nagy energiákra gyorsítható fel, és ezek a „gyilkos elektronok” léphetnek be a vastag árnyékoláson és károsíthatják az érzékeny műholdas elektronikát. Ez az intenzív sugárzási környezet az űrhajósok számára is veszélyt jelent.
A tudósok már régóta megpróbálták megmagyarázni, hogy a hevederekben a töltött részecskék száma miért olyan eltérő. A legnagyobb áttörésünk akkor jött, amikor két ritka űrvihar történt szinte egymás ellen 2003. októberében és novemberében.
A viharok során a Van Allen sugárzó öv egy részét elektronokon ürítették, majd sokkal közelebb alakultak a Földhöz egy olyan régióban, amelyet általában a műholdak számára viszonylag biztonságosnak tartottak.
Amikor a sugárzó hevederek megreformálódtak, azok nem növekedtek a részecskegyorsulás hosszú ideje tartott elmélete szerint, amelyet radiális diffúziónak hívtak. A sugárdiffúziós elmélet úgy tekinti, hogy a Föld mágneses mező vonalai rugalmas sávokként viselkednek.
Ha a sávokat kopaszták, akkor hullámosak. Ha ugyanolyan sebességgel hullálnak, mint a Föld körül sodródó részecskék, akkor a részecskék áthaladhatnak a mágneses mezőn és felgyorsíthatók. Ezt a folyamatot a naptevékenység hajtja végre.
Ehelyett az európai és amerikai tudósok egy csoportja, amelyet Dr. Richard Horne vezet a Brit Antarktisz Felmérésből (Oxford, Egyesült Királyság), az Antarktisz klaszteréből és földi vevőiről származó adatokat használta annak bemutatására, hogy a nagyon alacsony frekvenciájú hullámok okozhatják a részecske gyorsulását és fokozzák a hevedereket.
Ezek a „kórusnak” nevezett hullámok természetes elektromágneses sugárzások az audio frekvenciatartományban. Rövid ideig tartó (kevesebb mint egy másodperc) diszkrét elemekből állnak, amelyek úgy hangzik, mint a napkeltekor énekelt madarak kórusa. Ezek a hullámok a legerősebbek a külső magnetoszférában.
A „gyilkos elektronok” száma ezer tényezővel növekszik a mágneses vihar csúcsán és a következő napokban. Az intenzív naptevékenység a külső övet is sokkal közelebb hozhatja a Földhöz, emiatt az alacsonyabb magasságú műholdak sokkal rosszabbul érintik a környezetet, mint amire tervezték.
A radiális diffúzióelmélet továbbra is érvényes néhány geofizikai körülmény között. A felfedezés előtt néhány tudós úgy gondolta, hogy a kóruskibocsátás nem volt elég hatékony ahhoz, hogy figyelembe vegye a külső sugárzó öv megújulását. A klaszter feltárta, hogy bizonyos erősen zavart geofizikai körülmények között a kóruskibocsátás elegendő.
A klaszter egyedülálló többpontos mérési képességének köszönhetően először becsülték meg a kórusforrás-régiók jellegzetes méreteit.
A jellemző méretek néhány száz kilométer a Föld mágneses tereire merőleges irányban, és pár ezer kilométer az ezzel párhuzamos irányban.
Az eddig talált méretek esettanulmányokon alapulnak. „Zavart magnetoszférikus körülmények között a kórusforrás régiók hosszú és keskeny spagetti-szerű tárgyakat képeznek. A kérdés most az, hogy ezek a nagyon alacsony merőleges skálák a kórusmechanizmus általános tulajdonsága, vagy csak az elemzett megfigyelések különleges esetei ”- mondta Ondrej Santolik, a prágai Károly Egyetem, a cseh köztársaság és az eredmény fő szerzője.
Mivel fokozottan támaszkodunk az űr alapú technológiákra és a kommunikációra, nagy jelentőséggel bír annak megértése, hogy ezekben a gyilkos elektronok miként és milyen körülmények között jönnek létre, különösen a mágneses vihar időszakaiban.
Eredeti forrás: ESA portál
