Кредит за изображение: НАСА
Изследователите са открили, че в магнитното поле на Земята могат да се образуват временни пукнатини, които могат да позволят на част от енергията на слънчевия вятър да се промъкне и да наруши електрониката и комуникациите. Тези наблюдения бяха направени с помощта на спътника на НАСА Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE), който проследяваше голяма аурора в продължение на няколко часа. Клъстерните спътници на ESA прелетяха на едно и също място и забелязаха поток от йони, който се промъква през пукнатина, която обикновено трябваше да бъде отклонена от магнитосферата на Земята.
Огромните пукнатини в магнитното поле на Земята остават отворени с часове, което позволява на слънчевия вятър да прониква и захранва бурно космическо време, според новите наблюдения от спътниците IMAGE и Cluster.
Пукнатините са били открити преди, но сега изследователите знаят, че могат да останат отворени за дълги периоди, а не да се отварят и затварят само за много кратки интервали. Това ново откритие за това как се нарушава магнитният щит на Земята се очаква да помогне на космическите физици да дадат по-добри оценки на ефектите от тежкото космическо време.
„Ние открихме, че магнитният ни щит е тънък, като къща с отворен прозорец по време на буря“, казва д-р Харалд Фрей от Калифорнийския университет в Бъркли, водещ автор на статия за това изследване, публикувано на 4 декември в Nature , „Къщата отклонява по-голямата част от бурята, но диванът е съсипан. По подобен начин магнитният ни щит поема основната част от космическите бури, но някаква енергия непрекъснато се промъква през пукнатините му, понякога достатъчно, за да създаде проблеми със спътниците, радио комуникацията и енергийните системи. "
„Новите знания, че пукнатините са отворени за дълги периоди, вместо да се отварят и затварят спорадично, могат да бъдат включени в нашите компютърни модели за прогнозиране на времето, за да прогнозират по-точно как космическото ни време се влияе от жестоките събития на Слънцето“, каза д-р Тай Фан, също от UC Berkeley, съавтор на документа Nature.
Слънчевият вятър е поток от електрически заредени частици (електрони и йони), издувани постоянно от Слънцето (Изображение 1). Слънчевият вятър предава енергия от Слънцето на Земята чрез магнитните полета, които носи, и неговата висока скорост (стотици мили / километри в секунда). Той може да се разяжда по време на жестоки слънчеви събития, като Coronal Mass Ejections (CMEs), които могат да изстрелват милиард тона електрифициран газ в космоса с милиони мили в час.
Земята има магнитно поле, което се простира в Космоса на десетки хиляди мили, заобикаляйки планетата и образувайки защитна бариера срещу частиците и изръмжащите магнитни полета, които Слънцето взривява към него по време на СМЕ. Космическите бури, които могат да изхвърлят в магнитното поле на Земята 1000 милиарда вата - повече от общия капацитет на генериране на енергия в Америка, показаха, че щитът не е непроницаем.
През 1961 г. д-р Джим Дънджи от Империалския колеж, Обединеното кралство, прогнозира, че в магнитния щит може да се образуват пукнатини, когато слънчевият вятър съдържа магнитно поле, ориентирано в обратна посока към част от земното поле. В тези региони двете магнитни полета ще се свържат чрез процес, известен като „магнитно повторно свързване“, образувайки пукнатина в щита, през която могат да преминават електрически заредените частици на слънчевия вятър. (Изображение 2 илюстрира образуването на пукнатина, а Анимация 1 показва как частиците на слънчевия вятър преминават през пукнатината, следвайки невидими линии на магнитното поле.) През 1979 г. д-р Гоц Пашман от Института за извънземна физика на Макс Планк, Германия открива пукнатините. използване на космическия кораб International IS Earth Explorer (ISEE). Въпреки това, тъй като този космически кораб само за кратко преминава през пукнатините по време на орбитата си, не беше известно дали пукнатините са временни характеристики или дали са стабилни за дълги периоди.
В новите наблюдения спътникът Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) разкри площ почти с размерите на Калифорния в арктическата горна атмосфера (йоносфера), където 75-мегаватта "протонна" аурора пламва с часове (снимка 4). Тази Аврора, достатъчно енергийна за захранване на 75 000 домове, се различаваше от видимата аврора, известна като Северното и Южното сияние. Той се генерира от тежки частици (йони), които удрят горната атмосфера и го причиняват да излъчва ултравиолетова светлина, която е невидима за човешкото око, но откриваема от Далечния ултравиолетов образ на IMAGE. (Изображение 6 и Анимация 4 показват наблюденията на IMAGE върху протонната Аврора).
Докато аурората се записваше от IMAGE, 4-сателитното съзвездие на клъстера излетя далеч над IMAGE, директно през пукнатината и засича соларни вятърни йони, които струят през (Изображение 5). Обикновено тези слънчеви йони на вятъра ще бъдат отклонени от земния щит (Изображение 3), така че наблюдението на Клъстер показва, че е налице пукнатина. Този поток от слънчеви вятърни йони бомбардира атмосферата ни в точно същия регион, където IMAGE видя протонната аврора. Фактът, че IMAGE е бил в състояние да вижда протонната аурора повече от 9 часа, докато IMAGE не прогресира в орбитата си до мястото, където не може да наблюдава аурората, предполага, че пукнатината остава непрекъснато отворена. (Анимация 2 показва как космическият кораб е работил заедно, за да разкрие пукнатината.) Оценявайки от данните на IMAGE и Cluster, пукнатината е била два пъти по-голяма от Земята на границата на нашия магнитен щит, на около 38 000 мили (60 000 км) над планетата повърхност. Тъй като магнитното поле се сближава с навлизането на Земята в полярните райони, пукнатината се стеснява до размера на Калифорния надолу близо до горната атмосфера.
IMAGE е спътник на НАСА, стартиран на 25 март 2000 г., за да осигури глобален изглед на пространството около Земята, повлияно от магнитното поле на Земята. Сателитите на клъстера, построени от Европейската космическа агенция и изстреляни на 16 юли 2000 г., правят триизмерна карта на магнитното поле на Земята.
Оригинален източник: NASA News Release
