Több ezer mérföld a Föld felett, az űrjárási szabályok. Egy látszólag üres és magányos hely - olyan hely, ahol rengeteg „hideg plazma” elnevezésű rejtélyt találtak, amelyeknek kihatása lehet a Naphoz való kapcsolatunkra. Noha ez gyakorlatilag rejtett maradt, a svéd kutatók új módszert dolgoztak ki ezen hideg, töltött ionok mérésére. Ha bizonyítékok vannak arra, hogy többször is gondolták, ezek az új eredmények nagyon jó nyomokat adhatnak nekünk arra, hogy mi történik más bolygók és azok természetes műholdainak körül.
"Minél többet keres alacsony energiatartalmú ionokhoz, annál többet talál" - mondta Mats Andre, a svédországi Uppsala Űrfizikai Intézet űrfizikai professzora és azon kutatócsoport vezetője, amelynek eredményeit elfogadták publikáció a Geophysical Research Letters-ben, az American Geophysical Union folyóiratában. "Nem tudtuk, hogy mennyi volt odakint. Ez több, mint gondoltam. "
Honnan származik ez a rejtély? Az alacsony energiatartalmú ionok a légkörünk felső részén, az ionoszféra néven kezdődnek. A napenergia itt lebonthatja az elektronokat a molekulákból, és olyan atomokat hagyhat, mint az oxigén és a hidrogén, pozitív töltéssel. Ezen ionok fizikai megtalálása azonban problematikus volt. Miközben a kutatók tudták, hogy körülbelül 100 kilométer (60 mérföld) tengerszint feletti magasságban vannak, Andre és munkatársa, Chris Cully magasabbra állították helyüket - 20 000 és 100 000 km között (12 400–60 000 mérföld). A szélén a hideg ionok mennyisége 50-70% között mozog ..., amelyek a tér tömegének legnagyobb részét teszik ki.
Ugyanakkor nem csak a hideg plazmát találták meg. A kutatási műholdas adatok és számítások szerint egyes nagymagassági zónák folyamatosan tartalmaznak alacsony energiatartalmú ionokat. Bármennyire lettek is, úgy tűnik, a csapat 100 000 km-es tengerszint feletti magasságban is észlelte őket! Andre szerint ilyen sok viszonylag hideg ion felfedezése ezeken a régiókban meglepő, mert oly sok energia üt a Föld magas tengerszint feletti magasságába a napenergia-szél hatására - ez a forró plazma mintegy 1000-szer forró, mint amit Andre hidegnek tart. Mennyire hideg? Az alacsony energiatartalmú ionok energiája körülbelül 500 000 Celsius foknak felel meg (körülbelül egy millió Fahrenheit fok) a Földön jellemző tipikus gázsűrűségnél. Mivel azonban az ionok sűrűsége az űrben olyan alacsony, a műholdak és az űrhajók keringhetnek úgy, hogy lángokba nem robbantanak. ”
Ezeknek az alacsony energiatartalmú ionoknak a meghatározása és annak mérése, mennyi anyag távozik légkörünkből, nehézkes feladat. Andre műhelye műholdas műhely és a négy Európai Űrügynökség CLUSTER űrhajója egyike. Finom huzalból létrehozott érzékelőt tartalmaz, amely a műholdas forgás közben méri a közöttük lévő elektronikus mezőt. Amikor az adatokat összegyűjtötték, a kutatók rejtélyeket találtak - erős elektromos mezőket az űr váratlan területein és az elektromos mezőket, amelyek nem ingadoztak egyenletesen.
„Egy tudós számára nagyon csúnyanak tűnt” - mondta Andre. „Megpróbáltuk kitalálni, mi a baj a hangszerrel. Aztán rájöttünk, hogy nincs semmi baj a hangszerrel. " Amit találtak, kinyitotta a szemét. A hideg plazma megváltoztatta a műholdat körülvevő elektromos mezők elrendezését. Ez arra késztette őket, hogy felhasználhatják a terepi méréseiket a hideg plazma jelenlétének igazolására. "Ez egy okos módszer az űrhajó-alapú detektor korlátozásainak eszközzé változtatására" - mondta Thomas Moore, a NASA Magnetospheric Multiscale missziójának vezető projekttudósa a Goddard űrrepülési központban Greenbeltben, Maryland-ben. Nem vett részt az új kutatásban.
Ezen új technikák révén a tudomány mérheti és feltérképezheti a Föld hideg plazmaburkolóját - és többet megtudhat arról, hogyan változik mind a meleg, mind a hideg plazma szélsőséges időjárási körülmények között. Ez a kutatás arra irányul, hogy jobban megértsük a saját légkörünket is. Jelenleg az új mérések körülbelül egy kilogramm (két font) hideg plazmát jelentenek másodpercenként a Föld légköréből. Ha egy szilárd adatot képeznek a veszteség mértékének alapjául, a tudósok képesek lehetnek arra, hogy modellezzék a Mars atmoszférájává váló tényezőket - vagy megmagyarázzák a légkör más bolygók és holdok körül. Segíthet a pontosabb időjárási előrejelzésben is - még akkor is, ha közvetlenül nem befolyásolja magát a környezetet. Kulcsszereplő még akkor is, ha nem okoz maga a károkat. „Érdemes tudni, hogy hol van az alacsony nyomású terület, hogy előre jelezze a vihart” - jegyezte meg Andre.
Az űrjárási időjárás-előrejelzés korszerűsítése olyan helyre, ahol hasonló a szokásos időjárás-előrejelzéshez, „még távolról sem volt lehetséges, ha hiányzik a plazma nagy része” - mondta Moore, a NASA-val. Most, a hideg plazma mérésének módszerével, a jó minőségű előrejelzések célja egy lépéssel közelebb vannak. "Olyan dolgok, amelyeket nem látottunk és nem tudtunk észlelni, majd hirtelen meg tudtuk mérni" - mondta Moore az alacsony energiatartalmú ionokról. "Most már ténylegesen tanulmányozhatja és megnézheti, hogy egyetért-e az elméletekkel."
Eredeti történet forrása: American Geophysical Union sajtóközlemény. További olvasáshoz: Alacsony energiatartalmú ionok: Korábban rejtett Naprendszer részecskepopuláció.
