A NASA ACE-jét és a szélét, valamint az ESA Cluster űrhajóját ábrázoló grafika, amely napelemes részecskékkel találkozik. Kép jóváírása: UC Berkeley Kattintson a nagyításhoz
A NASA flottája és az Európai Űrügynökség időjárási szondái hatalmas, elektromosan töltött részecskék sugárhajtását figyelték meg a napszélben a Nap és a Föld között. A sugárhajtót, amely legalább 200-szor olyan széles, mint a Föld, mágneses mezők ütközésével hajtották végre, a mágneses újracsatlakozásnak nevezett folyamat során.
mágneses újracsatlakozás a napszélben
Ezek a fúvókák a természetes részecskegyorsítók eredményei, amelyek megfosztják a Földön épített anyagokat. A tudósok mérföld hosszú részecskegyorsítókat építenek a Földön az atomok összetörésére annak érdekében, hogy megértsék a fizika alapvető törvényeit.
Hasonló újracsatlakozású fúvókák fordulnak elő a Föld mágneses pajzsában, olyan hatásokkal, amelyek letilthatják az űrhajók keringését és súlyos mágneses viharokat okozhatnak bolygónkon, néha megszakíthatják az erőműveket.
Az újonnan felfedezett bolygóközi fúvókák sokkal nagyobbak, mint amelyek a Föld mágneses pajzsában találhatók. Az új megfigyelés az első közvetlen mérés, amely jelzi, hogy hatalmas skálán mágneses újracsatlakozás történhet.
A mágneses újracsatlakozás megértése alapvető fontosságú az egész világegyetemben zajló robbanásveszélyes jelenségek, például napsugárzások (milliárd megatonna robbanás a Nap atmoszférájában), gamma-sugárzás (egzotikus csillagok intenzív sugárzása) és laboratóriumi atomfúzió megértése szempontjából. Csakúgy, mint egy gumiszalag hirtelen elcsúszhat, ha túl messzire csavarodik, a mágneses újracsatlakozás egy természetes folyamat, amelynek során a feszült mágneses mezőben lévő energia hirtelen felszabadul, amikor alakja megváltozik, felgyorsítva a részecskéket (ionok és elektronok).
"Csak a Sun-Earth kapcsolatú űrhajók, például az ACE, a Wind és a Cluster összehangolt méréseivel lehet példátlan részletességgel és három dimenzióban felfedezni az űrkörnyezetet" - mondja Dr. Tai Phan, az eredmények vezető szerzője, a Kaliforniai Egyetem , Berkeley. "A Föld közeli űrkörnyezet az egyetlen természetes laboratórium, ahol közvetlen méréseket végezhetünk az univerzum egészében előforduló robbanásveszélyes mágneses jelenségek fizikájában." Phan cikke borítócikkként jelenik meg a természetben január 12-én.
A napszél egy elektromosan töltött (ionizált) gáz híg áramlása, amely folyamatosan fúj a Naptól. Mivel a napenergia szél elektromosan töltött, napenergia-mágneses tereket hordoz magával. A Nap különböző pontjaiból származó napenergia-szél különböző irányokba mutató mágneses mezőket hordoz. A mágneses újracsatlakozás a napszélben akkor fordul elő, amikor az ellentétes irányú mágneses mezők "lapjai" össze vannak nyomva. Ennek során a lapok összekapcsolnak egy X alakú keresztmetszettel, amelyet ezután megsemmisítenek vagy eltörnek, és így új mágneses vonalgeometriát képeznek. Különböző mágneses geometria létrehozásával a részecskék fúvókái áramlanak el az újracsatlakozási helytől.
A közelmúltig a mágneses újracsatlakozásról többnyire a Föld „magnetoszférájában”, a Földt körülvevő természetes mágneses pajzsban számoltak be. A bolygónk által generált mágneses mező vonalakból áll, és megvédi bennünket a töltött részecskék folyamatos áramlásától, amelyek a nap szélét képezik azáltal, hogy eltérítik őket. Amikor azonban a napszél által szállított bolygók közötti mágneses mező vonalak ellentétes irányban vannak a Föld mágneses mező vonalaival, akkor újrakapcsolódás vált ki, és a napenergia áttörhet a Föld pajzsán.
Néhány korábbi, a Föld mágnesszférájában mért újracsatlakozási eseménye arra utalt, hogy a jelenség természeténél fogva véletlenszerű és foltos jellegű, legfeljebb néhány tízezer kilométert (mérföld) terjedt ki. Ugyanakkor: "Ez a felfedezés hosszú ideje zajló vitát rendez arról, hogy az újracsatlakozás lényegében széttagolható-e, vagy pedig ehelyett hatalmas régiókban is képes-e működni az űrben" - mondta Dr. Jack Gosling, a Colorado Egyetem, a cikk társszerzője és úttörő az űrben történő újracsatlakozás kutatásában.
A mágneses újracsatlakozás szélesebb képet kapott, amikor hat űrhajó? a négy Európai Űrügynökség Cluster űrhajója és a NASA Advanced Composition Explorer (ACE) és szélszondái? 2002. február 2-án repültek a Föld magnetoszféráján kívüli napszélben, és egy esélyt fedeztek fel. Körülbelül két és fél órás időtartam alatt az összes űrhajó egymás után megfigyelt egy hatalmas sugárhajtású részecskék áramlását, legalább 2,5 millió kilométer széles (körülbelül 1,5 millió mérföld vagy közel 200 föld átmérőjű), amelyet az eddigi legnagyobb újracsatlakozási esemény okozott. közvetlenül mérve.
"Ha a megfigyelt újracsatlakozás folytonos lenne, akkor egy vagy több űrhajó valószínűleg nem tapasztalna meg gyorsított részecskeáramot" - mondta Phan. "Ezenkívül a foltos és véletlenszerű újracsatlakozási események eredményeként az űrhajók eltérő irányba irányított fúvókákat érzékelnének, ez nem volt a helyzet."
Mivel az űrhajó több mint két órán keresztül észlelte a sugárhajtót, az újracsatlakozásnak legalább ezen időtartam alatt szinte állandónak kell lennie. További 27 nagyszabású újracsatlakozási esemény? a kapcsolódó fúvókákkal - az ACE és a Wind azonosította, amelyek közül négy meghosszabbította a Föld átmérőjét több mint 50, vagyis 650 000 kilométert (körülbelül 400 000 mérföld). Ezen kiegészítő adatoknak köszönhetően a csoport arra a következtetésre jutott, hogy a napsugaras szélben történő újracsatlakozást kiterjesztett és állandó jelenségnek kell tekinteni.
A 2002. február 2-i esemény lényegesen nagyobb lehetett volna, de az űrhajót legfeljebb 200 Föld átmérő választotta el egymástól, tehát valódi kiterjedése ismeretlen. Két új NASA küldetés segít felmérni az események tényleges méretét és részletesebben megvizsgálni őket. A szárazföldi földi kapcsolatok megfigyelőközpontjának (STEREO) küldetése, amelyet a tervek szerint 2006. májusban vagy júniusban indítanak, két olyan űrhajóból áll, amelyek a Földet ellentétes oldalain keringik a Nap körül, és 186 millió mérföld (közel 300 millió kilométer) távolságra vannak egymástól. Elsődleges küldetésük a koronális tömegkibocsátások, a Naptól származó elektromosan töltött gáz milliárd tonnás kitörésének megfigyelése három dimenzióban. Az űrhajó azonban a mágneses tereket és a töltött részecskéket mérő műszerekkel is képes felismerni a napenergia szélében bekövetkező mágneses újrakapcsolódási eseményeket. A 2013-ban elindítani tervezett mágneses gömbös több skálájú misszió (MMS) négy azonos űrhajót fog felhasználni a Föld különböző pályáin, hogy részletesen tanulmányozza a mágneses újracsatlakozás okát a Föld magnetoszférájában.
Eredeti forrás: NASA sajtóközlemény
