Un grafic care reprezintă nava spațială ACE și Wind și ESA a NASA, care întâlnește jeturi de particule solare. Credit imagine: UC Berkeley Click pentru mărire
O flotă de sonde NASA și Agenția Spațială Europeană au descoperit un jet imens de particule încărcate electric în vântul solar dintre Soare și Pământ. Jetul, de cel puțin 200 de ori mai lat decât Pământul, a fost alimentat prin ciocnirea câmpurilor magnetice într-un proces numit „reconectare magnetică”.
reconectare magnetică în vântul solar
Aceste jeturi sunt rezultatul unor acceleratoare de particule naturale care aruncă orice obiect construit pe Pământ. Oamenii de știință construiesc acceleratori de particule pe kilometri lungi pentru a distruge atomii împreună pentru a înțelege legile fundamentale ale fizicii.
Jeturi similare cu reconectare apar în scutul magnetic al Pământului, producând efecte care pot dezactiva orbitarea navei spațiale și pot provoca furtuni magnetice severe pe planeta noastră, uneori perturbând centralele electrice.
Jeturile interplanetare recent descoperite sunt mult mai mari decât cele care apar în scutul magnetic al Pământului. Noua observație este prima măsurare directă care indică reconectarea magnetică se poate întâmpla pe scări imense.
Înțelegerea reconectării magnetice este fundamentală pentru înțelegerea fenomenelor explozive din întreg Universul, cum ar fi rafalele solare (explozii de miliarde de megaton în atmosfera Soarelui), explozii de raze gamma (explozii intense de radiații de la stele exotice) și fuziunea nucleară de laborator. La fel cum o bandă de cauciuc se poate prinde brusc atunci când este răsucită prea departe, reconectarea magnetică este un proces natural prin care energia dintr-un câmp magnetic stresat este eliberată brusc atunci când își schimbă forma, accelerând particule (ioni și electroni).
„Doar cu măsurători coordonate de nave spațiale de conexiune Sun-Earth precum ACE, Wind și Cluster, putem explora mediul spațial cu detalii inedite și în trei dimensiuni”, spune Dr. Tai Phan, autorul principal al rezultatelor, de la Universitatea din California. , Berkeley. „Mediul spațial aproape de Pământ este singurul laborator natural în care putem face măsurători directe ale fizicii fenomenelor magnetice explozive care apar în întregul Univers.” Articolul lui Phan apare ca articol de copertă din Nature pe 12 ianuarie.
Vântul solar este un flux diluat de gaz încărcat electric (ionizat) care suflă continuu de la Soare. Deoarece vântul solar este încărcat electric, transportă câmpuri magnetice solare cu el. Vântul solar provenit din diferite locuri de pe Soare transportă câmpuri magnetice orientate în direcții diferite. Reconectarea magnetică a vântului solar are loc atunci când „foile” de câmpuri magnetice direcționate opus se presează împreună. În acest fel, foile se conectează pentru a forma o secțiune transversală în formă de X, care este apoi anihilată sau spartă, pentru a forma o nouă geometrie a liniei magnetice. Crearea unei geometrii magnetice diferite produce jeturi extinse de particule care curg departe de locul de reconectare.
Până de curând, reconectarea magnetică a fost raportată mai ales în „magnetosfera” Pământului, scutul magnetic natural care înconjoară Pământul. Este alcătuit din linii de câmp magnetic generate de planeta noastră și ne apără de fluxul continuu de particule încărcate care alcătuiesc vântul solar prin devierea acestora. Cu toate acestea, atunci când liniile de câmp magnetic interplanetar purtate de vântul solar se găsesc în orientarea opusă liniilor de câmp magnetic ale Pământului, reconectarea este declanșată și materialul solar poate trece prin scutul Pământului.
Unele evenimente anterioare de reconectare măsurate în magnetosfera Pământului au sugerat că fenomenul a fost intrinsec aleatoriu și neplăcut în natură, extinzându-se nu mai mult de câteva zeci de mii de kilometri (mile). Cu toate acestea, „această descoperire declanșează o dezbatere de lungă durată cu privire la dacă reconectarea este intrinsec neplăcută sau dacă, în schimb, poate funcționa în regiuni vaste din spațiu”, a spus dr. Jack Gosling, de la Universitatea din Colorado, coautor pe hârtie și un pionier în cercetarea privind reconectarea în spațiu.
Imaginea mai largă a reconectării magnetice a apărut atunci când șase nave spațiale? cele patru nave spațiale ale Agenției Spațiale Europene Cluster și sondele Advanced Composition Explorer (ACE) și Wind de la NASA? au zburat în vântul solar în afara magnetosferei Pământului la 2 februarie 2002 și au făcut o descoperire întâmplătoare. Pe parcursul unei perioade de aproximativ două ore și jumătate, toate navele spațiale au observat în secvență un singur flux imens de particule cu jeturi, cel puțin 2,5 milioane de kilometri lățime (aproximativ 1,5 milioane de mile sau aproape 200 de diametre Pământ), cauzate de cel mai mare eveniment de reconectare din toate timpurile măsurat direct.
„Dacă reconectarea observată ar fi necompletată, cel mai probabil una sau mai multe nave spațiale nu ar fi întâlnit un flux accelerat de particule”, a spus Phan. „Mai mult decât atât, evenimentele neconectate și reconectarea aleatorie ar fi dus la detectarea de nave spațiale diferite, detectând jeturi direcționate în direcții diferite, ceea ce nu a fost cazul.”
Deoarece nava spațială a detectat jetul mai mult de două ore, reconectarea trebuie să fi fost aproape constantă în cel puțin acest interval de timp. Alte 27 de evenimente de reconectare la scară largă? cu avioanele asociate - au fost identificate de ACE și Wind, dintre care patru au extins mai mult de 50 de diametre Pământ, sau 650.000 de kilometri (aproximativ 400.000 mile). Datorită acestor date suplimentare, echipa ar putea concluziona că reconectarea în vântul solar trebuie privită ca un fenomen extins și constant.
Evenimentul din 2 februarie 2002 ar fi putut fi considerabil mai mare, dar nava spațială a fost separată de nu mai mult de 200 de diametre ale Pământului, astfel încât adevărata ei întindere nu este cunoscută. Două noi misiuni NASA vor ajuta la evaluarea dimensiunii reale a acestor evenimente și le vor examina mai detaliat. Misiunea Observatorului Relațiilor Terestre Solare (STEREO), programată pentru lansare în mai sau iunie 2006, va consta din două nave spațiale care orbitează Soarele pe laturile opuse ale Pământului, separate de până la 186 de milioane de mile (aproape 300 de milioane de kilometri). Misiunea lor principală este de a observa Ejectiile de masă coronală, erupții de miliarde de tone de gaz încărcat electric de la Soare, în trei dimensiuni. Cu toate acestea, nava spațială va putea, de asemenea, să detecteze evenimente de reconectare magnetică apărute în vântul solar cu instrumente care măsoară câmpuri magnetice și particule încărcate. Misiunea Magnetospheric Multi-Scale (MMS), planificată pentru lansare în 2013, va folosi patru nave spațiale identice în diferite orbite ale Pământului pentru a efectua studii detaliate despre cauza reconectării magnetice în magnetosfera Pământului.
Sursa originală: Comunicat de presă al NASA
