Скица на различните региони в магнитосферата на Земята. Щракнете за уголемяване
Космическият кораб на ESA беше на правилното място в точното време, когато прелетя през регион на земното магнитно поле, което ускорява електроните до приблизително 1/100-та скорост на светлината. Регионът се нарича електронно дифузионна област; граница с дебелина само няколко километра между магнитното поле на Земята и Слънцето В течение на час космическите кораби бяха погълнати в област на дифузия на електрон, тъй като слънчевият вятър караше този слой да се движи напред-назад.
Клъстерните спътници на ESA са прелетели през региони на земното магнитно поле, които ускоряват електроните до приблизително една стотна от скоростта на светлината. Наблюденията представят учени от клъстера с първото им откриване на тези събития и им дават поглед върху детайлите на универсален процес, известен като магнитна връзка.
На 25 януари 2005 г. четирите космически кораба "Клъстер" се озоваха на правилното място в точното време: регион на космоса, известен като област на дифузия на електрон. Това е граница с дебелина само няколко километра, която се среща на височина приблизително 60 000 километра над земната повърхност. Той маркира границата между магнитното поле на Земята и това на Слънцето. Магнитното поле на Слънцето се пренася към Земята от вятър от електрически заредени частици, известни като слънчевия вятър.
Електронната дифузионна област е като електрически превключвател. Когато е обърнат, той използва енергия, съхранявана в магнитните полета на Слънцето и Земята, за да загрява електрически заредените частици в близост до големи скорости. По този начин той инициира процес, който може да доведе до създаването на Аврората на Земята, при която бързо движещите се заредени частици се сблъскват с атмосферни атоми и ги правят да светят.
Съществува и по-зловеща страна към областите на дифузия на електрон. Ускорените частици могат да повредят спътниците, като се сблъскат с тях и причинят натрупване на електрически заряди. Тези късо съединение и унищожават чувствителното оборудване.
Деветнадесет пъти за един час квартетът на клъстерите се оказа погълнат в област на дифузия на електрон. Това беше така, защото слънчевият вятър надуваше граничния слой, карайки го да се движи напред-назад. Всяко пресичане на областта на дифузия на електрон траеше само 10-20 милисекунди за всеки космически кораб и въпреки това уникален инструмент, известен като Електронният дрейфов инструмент (EDI), беше достатъчно бърз за измерване на ускорените електрони.
Наблюдението е важно, тъй като осигурява най-пълните измервания на електронно дифузионния регион. „Дори и най-добрите компютри в света не могат да симулират области на дифузия на електрон; те просто нямат изчислителната сила да го правят “, казва Форест Мозер, Калифорнийския университет в Бъркли, който ръководи разследването на данните на клъстера.
Данните ще предоставят безценна представа за процеса на магнитно възстановяване. Явлението се среща в цялата Вселена на много различни мащаби, където и да има заплетени магнитни полета. В тези сложни ситуации магнитните полета понякога се сриват в по-стабилни конфигурации. Това е повторното свързване и освобождава енергия чрез електронно дифузионни региони. На Слънцето магнитното възстановяване задвижва слънчевите пламъци, които от време на време отделят огромни количества енергия над слънчеви петна.
Тази работа може също да има важно отношение към решаването на енергийните нужди на Земята. Ядрените физици, които се опитват да създадат термоядрени генератори, се опитват да създадат стабилни магнитни полета в своите реактори, но са поразени от събития за възстановяване, които разрушават техните конфигурации. Ако процесът на повторно свързване може да бъде разбран, може би ще станат ясни начините за неговото предотвратяване в ядрените реактори.
Това обаче се крие в бъдещето. „Трябва да направим много повече наука, преди да разберем напълно връзката“, казва Мозер, чиято цел сега е да разбере кои условия на слънчевия вятър задействат събитията за повторно свързване и свързаните с тях области на дифузия на електрон, наблюдавани от Клъстер.
Оригинален източник: ESA Portal
