Attēla kredīts: NASA
Pētnieki ir atklājuši, ka Zemes magnētiskajā laukā var veidoties īslaicīgas plaisas, kas var ļaut daļai Saules vēja enerģijas izslīdēt cauri un izjaukt elektroniku un sakarus. Šie novērojumi tika veikti, izmantojot NASA Imager for Magnetopause līdz Aurora Global Exploration (IMAGE) satelītam, kurš vairākas stundas izsekoja lielu auroru. ESA klastera satelīti lidoja pāri tai pašai vietai un pamanīja jonu straumi, kas slīdēja cauri plaisai, kurai parasti vajadzēja novirzīt Zemes magnetosfēru.
Saskaņā ar IMAGE un Cluster satelītu jaunajiem novērojumiem milzīgās plaisas Zemes magnētiskajā laukā paliek atvērtas stundām ilgi, ļaujot saules vējam izklīst un izraisīt vētrainus kosmosa laika apstākļus.
Plaisas tika atklātas jau iepriekš, bet pētnieki tagad zina, ka tās var palikt atvērtas ilgu laiku, nevis atvērt un aizvērt tikai ļoti īsā laika posmā. Paredzams, ka šis jaunais atklājums par to, kā tiek pārkāpts Zemes magnētiskais vairogs, palīdzēs kosmosa fiziķiem labāk novērtēt smago kosmosa laika apstākļu ietekmi.
"Mēs atklājām, ka mūsu magnētiskais vairogs ir draptisks, piemēram, mājā ar logu, kas negaisa laikā ir iestrēdzis," sacīja Dr. Haralds Frejs no Kalifornijas Universitātes Bērklijā, šī pētījuma galvenā autora, publicēta 4. decembrī Dabā. . “Māja novirza lielāko vētru, bet dīvāns ir sagrauts. Līdzīgi mūsu magnētiskais vairogs uzņemas milzīgas kosmosa vētras, bet daļa enerģijas nepārtraukti izslīd caur tās plaisām, dažreiz tas ir pietiekami, lai radītu problēmas ar satelītiem, radiosakaru un energosistēmām. ”
"Jaunās zināšanas par to, ka plaisas ir atvērtas ilgu laiku, tā vietā, lai to sporādiski atvērtu un aizvērtu, var tikt iekļautas mūsu kosmosa laika prognozes datoru modeļos, lai precīzāk paredzētu, kā mūsu kosmosa laika apstākļus ietekmē vardarbīgi notikumi uz Saules," sacīja Dr. Tai Phan, arī UC Berkeley, Dabas darba līdzautors.
Saules vējš ir elektriski lādētu daļiņu (elektronu un jonu) straume, ko pastāvīgi pūš no Saules (1. attēls). Saules vējš enerģiju no Saules uz Zemi nodod caur magnētiskajiem laukiem, ko tas nes, un ar lielu ātrumu (simtiem jūdžu / kilometru sekundē). Vardarbīgu saules notikumu laikā, piemēram, koronālo masu izmešu (CME) laikā, tas var nokļūt brāzmains, kas miljoniem jūdžu stundā kosmosā var izšaut miljardu tonnu elektrificētas gāzes.
Zemei ir magnētiskais lauks, kas desmitiem tūkstošu jūdžu garumā nonāk kosmosā, apņemot planētu un veidojot aizsargbarjeru daļiņām un iepludinātiem magnētiskajiem laukiem, ko Saule sprādziena virzienā uz to rada. Tomēr kosmosa vētras, kas var novirzīt Zemes magnētiskajā laukā 1000 miljardus vatu - vairāk nekā Amerikas kopējā elektroenerģijas ražošanas jauda -, norādīja, ka vairogs nav necaurlaidīgs.
1961. gadā Dr Jim Dungey no Imperial College, Lielbritānija, paredzēja, ka magnētiskajā vairogā varētu veidoties plaisas, kad saules vējš saturēja magnētisko lauku, kas bija vērsts pretējā virzienā pret daļu Zemes lauka. Šajos reģionos divi magnētiskie lauki savstarpēji savienosies, izmantojot procesu, kas pazīstams kā “magnētiska atkārtota savienošana”, vairogā izveidojot plaisu, caur kuru varētu plūst saules vēja elektriski lādētas daļiņas. (2. attēls ilustrē plaisas veidošanos, un 1. animācija parāda, kā saules vēja daļiņas plūst cauri plaisai, sekojot neredzamām magnētiskā lauka līnijām.) 1979. gadā Dr Goetz Paschmann no Max Planck ārpuszemes fizikas institūta, Vācija, atklāja plaisas. izmantojot Starptautisko Sun Earth Explorer (ISEE) kosmosa kuģi. Tomēr, tā kā šis kosmosa kuģis tikai īslaicīgi izgāja cauri plaisām orbītas laikā, nebija zināms, vai plaisām bija īslaicīgas pazīmes vai arī tās bija stabilas ilgstoši.
Jaunajos novērojumos Imager for Magnetpause to Aurora Global Exploration (IMAGE) satelīts atklāja gandrīz Kalifornijas lieluma apgabalu arktiskajā augšējā atmosfērā (jonosfērā), kur stundām ilgi uzliesmoja 75 megavatu “protona” aurora (4. attēls). Šī aurora, kas bija pietiekami enerģiska, lai darbinātu 75 000 māju, atšķīrās no redzamās auras, kas pazīstama kā ziemeļu un dienvidu gaisma. To ģenerēja smagas daļiņas (joni), kas ietriecās atmosfēras augšējā daļā un liek tai izstarot ultravioleto gaismu, kas ir neredzama cilvēka acij, bet to var noteikt ar tālu ultravioleto staru attēlu IMAGE. (6. attēlā un 4. animācijā parādīti IMAGE novērojumi par protonu auroru).
Kamēr aurora tika ierakstīta ar IMAGE palīdzību, 4 satelītu kopu zvaigznājs lidoja tālu virs IMAGE tieši caur plaisu un atklāja saules vēja jonus, kas plūda cauri (5. attēls). Parasti šos saules vēja jonus novirza Zemes vairogs (3. attēls), tāpēc Klastera novērojumi liecināja, ka ir izveidojusies plaisa. Šī saules vēja jonu straume bombardēja mūsu atmosfēru tieši tajā pašā reģionā, kur IMAGE redzēja protonu auroru. Fakts, ka IMAGE spēja apskatīt protonu auroru vairāk nekā 9 stundas, līdz IMAGE progresēja savā orbītā līdz vietai, kur tā nevarēja novērot auroru, nozīmē, ka plaisa bija nepārtraukti atvērta. (2. animācija parāda, kā kosmosa kuģis strādāja kopā, lai atklātu plaisu.) No IMAGE un Cluster datiem vērtējot, plaisa bija divreiz lielāka nekā Zeme uz mūsu magnētiskā vairoga robežas, apmēram 38 000 jūdzes (60 000 km) virs planētas. virsma. Tā kā magnētiskais lauks saplūst, nonākot Zeme polārajos reģionos, plaisa sašaurinājās līdz aptuveni Kalifornijas lielumam lejā pie atmosfēras augšējās daļas.
IMAGE ir NASA satelīts, kas tika palaists 2000. gada 25. martā, lai sniegtu globālu skatu uz kosmosu ap Zemi, ko ietekmē Zemes magnētiskais lauks. Cluster satelīti, kurus uzbūvēja Eiropas Kosmosa aģentūra un palaida klajā 2000. gada 16. jūlijā, veido trīsdimensiju Zemes magnētiskā lauka karti.
Oriģinālais avots: NASA ziņu izlaidums
