Kép jóváírása: NASA
Az új kutatások azt mutatják, hogy az elektronok felfuthatnak a napszél által vezérelt mágneses hullámokon, és felgyorsulhatnak, és súlyos károkat okozhatnak a Föld körül keringő űrhajók számára. A folyamat a Föld mágneses tere és a napszél sűrűségének ingadozásai eredménye. Ahogy a napszél sűrűsége megváltozik, a mágneses mező hullámai visszatükröződnek a Föld felé. Az elektronok elkaphatnak ezekben a hullámokban és visszajuthatnak a Földre olyan gyorsan, hogy károsítsák az űrben lévő kényes elektronikát.
Az űrtudósok egy csoportja szerint a „gyilkos” elektronok, amelyek képesek pusztítani az űrhajók körüli körüli pályán keringő körülményeket, „szörfözhetnek” a napszél által vezérelt mágneses hullámokban.
A Bostoni Egyetem és a Nemzeti Óceáni és Légköri Adminisztráció (NOAA) csapata a NASA és a NOAA űrhajók megfigyeléseit egyesítette egy olyan jelenség azonosítása céljából, amely magyarázza, hogy a napszél hogyan hullámozza a Föld mágneses mezőjét (magnetoszféra). A Van Allen sugárzó övekben a Föld körül keringő rendes elektronok a hullámok tábláján felgyorsulhatnak, közel a fénysebességhez gyorsulva, 300–500-szor nagyobb energiával, mint a televízió képernyőjén levő elektronok.
A napszél egy elektromosan töltött részecskék áramlása, amelyet folyamatosan fújnak a Nap. A magnetoszféra egy üreg, amely akkor képződik, amikor a napszél a Föld mágneses mezőjével találkozik. Ha a napszél sűrűsége magas, és ellenkezik a magnetoszféra ellen, akkor a magnetoszféra összenyomódik. Amikor a szél sűrűsége alacsony, a magnetoszféra kiterjed. A kutatók felfedezték, hogy a napsugárzott szél periodikus, magas és alacsony sűrűségű struktúrákat tartalmaz, ami a magnetoszféra és a mágneses hullámok globális generációjának periodikus „légzési” hatását váltja ki.
Ismert, hogy ha ezeknek a hullámoknak a frekvenciája megegyezik a Van Allen övben mozgásban lévő elektronok frekvenciájával, az elektronok felgyorsíthatók, jelentősen növelve energiájukat. A folyamat hasonlít egy hullámot elfoglaló booboarderre. Egyes elektronok „hullámozzák a hullámot”, és annyi energiát nyernek, hogy ezután megsérülhetnek a drága űrhajók.
„Ha ezt megerősíthetjük a„ gyilkos ”elektronokat gyorsító hullámok előállításának jelentős mechanizmusaként, akkor a műholdaktól, például a Szélből származó adatokat felhasználó tudósok előre figyelmeztethetnek az űrhajók üzemeltetőire, hogy űrhajóikat veszélyeztetheti a túlzott és káros sugárzás, "- mondta Dr. Barbara Giles, a Polar űrhajó projekttudósa a NASA Goddard űrrepülési központjában, Greenbelt, Md.
Amikor az elektronok ilyen energiákká válnak, behatolhatnak az űrhajó belsejébe. Az elektronikai alkatrészek belsejében statikus elektromosságot képeznek, amely rövidzárlatot okozhat egy kritikus részben, vagy rossz üzemmódba teheti az űrhajót.
"Új és izgalmas ebben a kutatásban az, hogy az emberek mindig a magnetoszféra belső mechanizmusait keresték ezen hullámok generálására" - mondta Dr. Larry Kepko, a Bostoni Egyetem kutató munkatársa és a kutatással kapcsolatos két cikk vezető szerzője, az egyik a a Geofizikai Kutatás Folyóiratának 2003. júniusában, a másik pedig a Geofizikai Kutatási Levelek 2002-ben. "De itt találtunk egy külső mechanizmust - magát a napsugárt."
A NASA Polar és Wind szatellitjei, valamint a NOAA Geostacionárius Operatív Környezeti Műholdasa (GOES) biztosítják a legfontosabb megfigyeléseket, amelyek vezetik a csoportot e következtetéshez. Polar megerősítette, hogy a hullámok nem helyi, hanem globális jellegűek. A szél műholda volt az elsődleges forrás a magnetoszféra meghajtó napsugaras szél sűrűség-struktúrájának azonosításához. A GOES adatokat szolgáltatott a Föld magnetoszférájáról, mivel annak mérete növekedett és csökkent.
"Már tudtuk, hogy a napszélnek sűrűsége van, és hogy a mágneses hullámok felgyorsíthatják az elektronokat" - mondta Dr. Harlan Spence, a Bostoni Egyetem csillagászatának docens és a kutatás két tanulmányának társszerzője. „Amit nem tudtunk, az volt, hogy a napenergia szél struktúrái periodikusak lehetnek és mágneses hullámokat vezethetnek. Ezek az új megfigyelések hiányzó kapcsolatot hozhatnak létre a kettő között. ”
Az újonnan felfedezett napszél-struktúrák végső forrása még mindig rejtély, de a csapat azt feltételezi, hogy a Nap közvetlen szerepet játszhat. "A szél sűrűségváltozásait részben a mágneses újracsatlakozás, a mágneses mező vonalainak elcsavarodása és bepattanása szabályozza a Nap felszínén" - mondja Dr. Kepko. „A szisztematikus, időszakos módon történő újrakapcsolódás a megfigyelt időszakos sűrűségű struktúrákat eredményezheti a napszélben. Vannak bizonyítékok arra, hogy ez előfordulhat, de a végleges kapcsolat megteremtéséhez további kutatások szükségesek. ”
A Van Allen sugárzó öveket 1958-ban fedezte fel Dr. James Van Allen és csapata az Iowai Egyetemen az 1. és 3. felfedezővel, az első műholdakkal, amelyeket az Egyesült Államok sikeresen indított. Ezek olyan elektromosan töltött részecskék övei, amelyek be vannak csapdázva a Föld mágneses mezőjébe. Mivel a részecskék elektromosan töltöttek (többnyire protonok és elektronok), mágneses erőket éreznek, és a spirálra szorulnak a láthatatlan mágneses erővonalak körül, amelyek a Föld mágneses mezőjét képezik. A Van Allen rendszerben valójában két fánk alakú öv van, az egyik a másikban van, a föld a belső öv „lyukjában” van. A nagy sebességű protonokból álló belső öv a Föld feletti 430 és 7500 mérföld (kb. 700–12 000 km) közötti magasságban helyezkedik el. A külső öv nagy sebességű elektronokból készül, és a föld felett 15 500 és 25 000 mérföld (kb. 25 000–40 000 km) közötti magasságban jelenik meg. Az űrhajók üzemeltetői megpróbálják elkerülni a keringési pályákat ezeken a területeken, de néha ezek a magasságok a legmegfelelõbbek egy adott küldetéshez, vagy az ûrhajónak pályájának egy részén át kell haladnia az övekön, vagy pedig teljesen el kell menekülnie a Földrõl.
A NASA Polar és Wind szatellitjei, a „Global Geospace Science Program” néven együtt elkötelezettek, hogy segítsék a tudósokat abban, hogy megértsék, hogyan áramolnak át a Nap részecskéi és energiája a Föld űrkörnyezetében, és kölcsönhatásba lépnek velük.
A NOAA az óceánokról, a légkörről, az űrről és a Napról gyűjt adatokat. A GOES műholdas rendszere az USA időjárási megfigyelésének és előrejelzésének alapvető eleme. Dr. Howard Singer, a NOAA-ból, a kutatásról szóló 2002. évi cikk harmadik társszerzője.
Eredeti forrás: NASA sajtóközlemény
