Графика, представяща ACE и Wind и NASA космически кораб на НАСА, срещащи соларни частици. Кредит за изображение: UC Berkeley Увеличи
Флот от космически и метеорологични сонди на НАСА и Европейската космическа агенция наблюдаваше огромна струя от електрически заредени частици в слънчевия вятър между Слънцето и Земята. Самолетът, поне 200 пъти по-широк от Земята, се задвижва от сблъскване на магнитни полета в процес, наречен „магнитно повторно свързване“.
магнитно възстановяване при слънчевия вятър
Тези струи са резултат от естествени ускорители на частици, замърсяващи всичко, изградено на Земята. Учените изграждат на Земята ускорители за частици, дълги мили, за да разбият атомите заедно, за да разберат основните закони на физиката.
Подобни реактивни захранващи реактивни устройства се срещат в магнитния щит на Земята, предизвиквайки ефекти, които могат да деактивират орбиталния космически кораб и да причинят тежки магнитни бури на нашата планета, понякога да нарушават електроцентралите.
Новооткритите междупланетни струи са много по-големи от тези, които се срещат в магнитния щит на Земята. Новото наблюдение е първото пряко измерване, което показва, че магнитното повторно свързване може да се случи на огромни мащаби.
Разбирането на магнитното повторно свързване е от съществено значение за разбирането на експлозивни явления в цялата Вселена, като слънчеви пламъци (милиарди мегатонни експлозии в атмосферата на Слънцето), гама-излъчвания (интензивни изблици на радиация от екзотични звезди) и лабораторно ядрено синтезиране. Точно както гумената лента може внезапно да щракне, когато се усука твърде далече, магнитното повторно свързване е естествен процес, при който енергията в напрегнато магнитно поле се освобождава внезапно, когато променя формата си, ускорявайки частиците (йони и електрони).
„Само с координирани измервания от космически кораби за връзка Слънце-Земя като ACE, Wind и Cluster можем да изследваме космическата среда с безпрецедентни детайли и в три измерения“, казва д-р Тай Пхан, водещ автор на резултатите от Калифорнийския университет. , Бъркли. „Космическата среда в близост до Земята е единствената естествена лаборатория, където можем да направим директни измервания на физиката на експлозивните магнитни явления, възникващи в цялата Вселена.“ Статията на Phan се появява като основната статия в Nature на 12 януари.
Слънчевият вятър е разреден поток от електрически зареден (йонизиран) газ, който непрекъснато духа от Слънцето. Тъй като слънчевият вятър е електрически зареден, той носи със себе си слънчеви магнитни полета. Слънчевият вятър, възникващ от различни места на Слънцето, носи магнитни полета, насочени в различни посоки. Магнитното повторно свързване в слънчевия вятър се осъществява, когато „листата“ на противоположни магнитни полета се притиснат заедно. По този начин листовете се свързват, за да образуват X-образно напречно сечение, което след това се унищожава или разрушава, за да образува нова геометрия на магнитната линия. Създаването на различна магнитна геометрия произвежда обширни струи частици, изтичащи далеч от мястото за повторно свързване.
Доскоро магнитното възстановяване се съобщава най-вече в магнитосферата на Земята, естествения магнитен щит, заобикалящ Земята. Той е съставен от линии на магнитно поле, генерирани от нашата планета и ни защитава от непрекъснатия поток от заредени частици, които съставят слънчевия вятър, като ги отклонява. Въпреки това, когато междупланетните линии на магнитното поле, пренесени от слънчевия вятър, се окажат в противоположна ориентация на линиите на магнитното поле на Земята, връзката се задейства и слънчевият материал може да пробие земния щит.
Някои предишни събития за възстановяване, измерени в магнитосферата на Земята, предполагат, че явлението е присъщо случайно и неестетично по природа, като се простира не повече от няколко десетки хиляди километри. Въпреки това, „това откритие урежда дългогодишен дебат относно това дали връзката е присъща или не може да работи вместо това в огромни региони в космоса“, казва д-р Джак Гослинг от Университета в Колорадо, съавтор на хартия и пионер в изследванията за възстановяване в космоса.
По-широката картина на магнитното възстановяване се появи, когато шест космически кораба? четирите космически кораба на Европейската космическа агенция и разширения изследовател на композицията (ACE) и сондите на НАСА? летяха под слънчевия вятър извън земната магнитосфера на 2 февруари 2002 г. и направиха случайно откритие. По време на период от около два часа и половина, всички космически кораби наблюдаваха последователно един огромен поток от струящи се частици, широки поне 2,5 милиона километра (около 1,5 милиона мили или близо 200 диаметра на Земята), причинени от най-голямото събитие за възстановяване досега измерва се директно.
„Ако наблюдаваното повторно свързване беше несъответно, един или повече космически кораби най-вероятно нямаше да срещнат ускорен поток от частици“, казва Фан. "Освен това, пачи и случайни връзки отново биха довели до различно откриване на космически кораби, насочени в различни посоки, което не беше така."
Тъй като космическият кораб е открил струята повече от два часа, връзката трябва да е била почти стабилна поне през този период от време. Още 27 мащабни събития за възстановяване? със свързаните с нея джетове - бяха идентифицирани от ACE и Wind, четири от които разширени повече от 50 диаметра на Земята, или 650 000 километра (около 400 000 мили). Благодарение на тези допълнителни данни екипът би могъл да заключи, че повторното свързване в слънчевия вятър трябва да се разглежда като разширено и постоянно явление.
Събитието на 2 февруари 2002 г. можеше да бъде значително по-голямо, но космическите кораби бяха разделени с не повече от 200 диаметра на Земята, така че истинската му степен не е известна. Две нови мисии на НАСА ще ви помогнат да прецените действителния размер на тези събития и да ги разгледате по-подробно. Мисията на обсерваторията за слънчеви земни отношения (STEREO), планирана да стартира през май или юни 2006 г., ще се състои от два космически кораба, които обикалят около Слънцето от двете страни на Земята, разделени от 186 милиона мили (почти 300 милиона километра). Основната им мисия е да наблюдават коронални изхвърляния на маса, изригвания на милиарди тона от електрически зареден газ от Слънцето в три измерения. Космическият апарат обаче също ще може да открива магнитните събития за повторно свързване, възникващи в слънчевия вятър, с инструменти, които измерват магнитните полета и заредените частици. Планираната за изстрелване през 2013 г. многомащабна мисия Magnetospheric (MMS) ще използва четири идентични космически кораба в различни земни орбити, за да извърши подробни проучвания на причината за магнитното възстановяване в магнитосферата на Земята.
Оригинален източник: NASA News Release
