ESA kosmosa laika apstākļu vērotāju kvartets Cluster ir atklājis saules enerģijas virpuļus virs zemes. Šajās konstrukcijās ieslodzītās pārkarsētās gāzes, iespējams, tunelē savu ceļu uz Zemes magnētisko burbuli, magnetosfēru. Šis atklājums, iespējams, atrisina 17 gadu noslēpumu par to, kā magnetosfēra tiek nepārtraukti papildināta ar elektrificētām gāzēm, kad tai vajadzētu darboties kā barjerai.
Zemes magnētiskais lauks ir mūsu planētas pirmā aizsardzības līnija pret saules vēja bombardēšanu. Pats Saules vējš tiek palaists no Saules un nes Saules magnētisko lauku visā Saules sistēmā. Dažreiz šis magnētiskais lauks tiek pielīdzināts Zemei, un dažreiz tas norāda pretējā virzienā.
Kad abi lauki ir vērsti pretējos virzienos, zinātnieki saprot, kā durvis? Laukā Zeme var atvērties. Šī parādība, ko sauc par “magnētisko atkārtotu savienojumu”, ļauj saules vējam ieplūst un savācies rezervuārā, kas pazīstams kā robežslānis. Tieši pretēji, laukus izlīdzinot, tiem vajadzētu radīt caurlaidīgu šķērsli plūsmai. Tomēr robežslāņa kosmosa kuģu mērījumi, kas datēti ar 1987. gadu, rada mīklu, jo tie skaidri parāda, ka robežslānis ir pilnīgāks, ja lauki ir izlīdzināti, nekā tad, kad to nav. Tātad, kā nokļūst saules vējš?
Pateicoties datiem, kas iegūti no četriem ESA klasteru misijas veidošanas lidojumiem, zinātnieki ir veikuši atklājumu. 2001. gada 20. novembrī klastera flotile devās apkārt no aizmugures Zemes un tikko bija ieradusies planētas krēslas pusē, kur saules vējš slīd garām Zemes magnetosfērai. Tur magnetopauzes ārējā malā sāka sastapties ar gigantiskiem gāzes virpuļiem. no magnetosfēras.
? Šie virpuļi bija patiešām milzīgas struktūras, apmēram seši Zemes rādiusi pāri? saka Hiroshi Hasegawa no Dartmutas koledžas Ņūhempšīrā, kurš datus analizējis ar starptautiskas kolēģu komandas palīdzību. Pēc viņu rezultātiem virpuļu lielums ir gandrīz 40 000 kilometru katrs, un šī ir pirmā reize, kad šādas struktūras tiek atklātas.
Šie virpuļi ir pazīstami kā Kelvin-Helmholtz nestabilitātes (KHI) produkti. Tās var rasties, kad divas blakus esošas plūsmas pārvietojas ar dažādu ātrumu, tāpēc viena slīd garām otrai. Labi šādas nestabilitātes piemēri ir viļņi, ko saputo vējš, kas slīd pāri okeāna virsmai. Lai arī KHI viļņi tika novēroti jau iepriekš, šī ir pirmā reize, kad tiek atklāti virpuļi.
Kad KHI vilnis iekļūst virpulī, tas kļūst pazīstams kā “Kelvina kaķa acs”. Klastera apkopotie dati parādīja elektrificētās gāzes blīvuma izmaiņas tieši pie magnetopauzes, tieši tādas, kādas sagaidāmas, ceļojot caur “Kelvina kaķa aci”.
Zinātnieki bija postulējuši, ka, ja šīs struktūras veidotos magnetopauzes laikā, iespējams, ka tās varētu ievilkt lielu daudzumu saules vēja robežlāņa iekšpusē, kad tās sabrūk. Kad saules vēja daļiņas ir nonākušas magnetosfēras iekšējā daļā, tās var spēcīgi uzbudināt, ļaujot tām iegrimt Zemes atmosfērā un radīt auroru.
Klastera atklājums pastiprina šo scenāriju, bet neparāda precīzu mehānismu, ar kura palīdzību gāze tiek novadīta Zemes magnētiskajā burbulī. Tādējādi zinātnieki joprojām nezina, vai tas ir vienīgais process, kas aizpilda robežslāni, kad magnētiskie lauki ir izlīdzināti. Hasegawa saka, ka šiem mērījumiem zinātniekiem būs jāgaida nākamās paaudzes magnetosfēras pavadoņi.
Oriģinālais avots: ESA ziņu izlaidums
