ESA-in kvartet promatrača svemirskih vremena, Cluster, otkrio je vrtloge izbačenog solarnog materijala visoko iznad Zemlje. Pregrijani plinovi zarobljeni u tim strukturama vjerovatno su usmjereni na put u Zemljin magnetski mjehurić, magnetosferu. Ovo otkriće vjerojatno rješava 17-godišnju misteriju o tome kako se magnetosfera stalno nadopunjava naelektriziranim plinovima kada bi trebala djelovati kao barijera.
Zemljino magnetsko polje je naša prva linija obrane od bombardiranja sunčevog vjetra. Sam solarni vjetar pokrenut je sa Sunca i nosi Sunčevo magnetsko polje u čitavom Sunčevom sustavu. Ponekad je ovo magnetsko polje usklađeno sa Zemljinim, a ponekad pokazuje u suprotnom smjeru.
Kad se dva polja usmjere u suprotnim smjerovima, znanstvenici razumiju kako "vrata"? u Zemljinom polju se može otvoriti. Ovaj fenomen, nazvan "magnetska rekonekcija", omogućava sunčevom vjetru da se uliva i skuplja u akumulaciji poznatom kao granični sloj. Naprotiv, kad se polja poravnaju, trebala bi predstavljati neprobojnu prepreku protoku. Međutim, mjerenja svemira graničnog sloja, koje datiraju iz 1987., predstavljaju zagonetku, jer jasno pokazuju da je granični sloj puniji kada su polja poravnana, nego kad nisu. Pa kako ulazi sunčev vjetar?
Zahvaljujući podacima sa četiri svemirske letjelice formacije letenja ESA-ove klasterske misije, znanstvenici su napravili proboj. 20. studenoga 2001., floskula klastera krenula je okolo iza Zemlje i upravo je stigla na sumrak s druge strane planete, gdje solarni vjetar klizi pored Zemljine magnetosfere. Tamo se počeo susretati s gigantskim vrtlozima plina na magnetopauzi, na vanjskom rubu? magnetosfere.
"Ovi vrtlozi bili su doista ogromne građevine, promjera oko šest Zemljinih radijusa?" kaže Hiroshi Hasegawa, Dartmouth College, New Hampshire koji je analizirao podatke uz pomoć međunarodnog tima kolega. Njihovi rezultati postavljaju vrtloge veličine gotovo 40 000 kilometara, a ovo je prvi put da su otkrivene takve građevine.
Ti su vrtlozi poznati kao proizvodi Kelvin-Helmholtz nestabilnosti (KHI). Do njih može doći kada dva susjedna toka putuju različitom brzinom, pa jedan klizi pored drugog. Dobri primjeri takve nestabilnosti su valovi što ih je vjetar razvukao klizajući po površini oceana. Iako su KHI-valovi uočeni i prije, ovo je prvi put da se vrtlozi zapravo otkriju.
Kad se KHI val prevrne u vrtlog, on postaje poznat kao "Kelvin mačkino oko". Podaci prikupljeni od strane klastera pokazali su razlike u gustoći naelektriziranog plina, upravo na magnetnoj pauzi, upravo onakve kakve se očekuju tijekom putovanja kroz oko "Kelvin Cat".
Znanstvenici su pretpostavili da, ako se te strukture formiraju na magnetopauzi, one bi mogle povući velike količine solarnog vjetra unutar graničnog sloja dok se urušavaju. Jednom kada se čestice solarnog vjetra prenesu u unutarnji dio magnetosfere, mogu se jako pobuđivati, dopuštajući im da upadnu u Zemljinu atmosferu i nastanu aurore.
Otkriće klastera ojačava ovaj scenarij, ali ne pokazuje precizan mehanizam kojim se plin transportira u Zemljin magnetski mjehurić. Dakle, znanstvenici još uvijek ne znaju je li to jedini postupak popunjavanja graničnog sloja kada se magnetska polja poravnaju. Za ta mjerenja, kaže Hasegawa, znanstvenici će morati pričekati buduću generaciju magnetosferskih satelita.
Izvorni izvor: ESA News Release
