Umetnikov dojam mikro turbulencije koju je vidio Cluster. Kreditna slika: ESA Klikni za veću sliku
Zahvaljujući mjerenjima ESA-ove misije klastera, tim europskih znanstvenika identificirao je „mikro--voriće u Zemljinoj magnetosferi.
Takva vrtložna vrtloga malih razmjera, čije je postojanje predviđeno matematičkim modelima, dosad nije uočeno u svemiru. Rezultati nisu relevantni samo za svemirsku fiziku, već i za druge primjene poput istraživanja nuklearne fuzije.
9. ožujka 2002. četiri su klasterska satelita, leteći u tetraedarskoj formaciji na udaljenosti 100 kilometara jedan od drugog, prelazili sjeverni magnetski vrhunac? kad su otkrili. Magnetski udarci su područja nad magnetskim polovima gdje linije magnetskog polja koje okružuju Zemlju tvore magnetski lijevak.
Magnetski udarci su dvije važne regije u Zemljinoj magnetosferi gdje je solarni vjetar? - konstantni protok nabijenih čestica koje stvara Sunce koje prelazi čitav Sunčev sustav - može izravno pristupiti gornjem sloju Zemljine atmosfere (ionosferi).
Velike količine plazme (plin nabijenih čestica) i energije transportiraju se kroz te i druge? Dostupne? regije, kako bi prodrli u prirodni zaštitni štit magnetosfere - Zemlje. Samo manje od jedan posto sve energije koju nosi solarni vjetar i udarajući Zemljinu magnetosferu zapravo se uspije probiti, ali još uvijek može imati značajan utjecaj na zemaljske sustave, poput telekomunikacijskih mreža i dalekovoda.
Solarni materijal koji se puzao stvara turbulenciju u plazmi koja okružuje Zemlju, sličnu onoj u fluidima, ali s više složenih sila. Takva turbulencija nastaje, na primjer, u područjima prijelaza između slojeva plazme različite gustoće i temperature, ali mehanizmi njenog stvaranja još nisu u potpunosti jasni.
Turbulencija postoji na različitim mjerilima, od nekoliko tisuća do nekoliko kilometara. Sa in situ? S više točaka? Mjerenja, četiri klasterska satelita izvijestila su 2004. godine o postojanju turbulencija velikih razmjera - vrtloga širine do 40 000 kilometara, na rubu magnetne pauze? (granični sloj koji razdvaja magnetosferu od slobodnog prostora). Novo otkriće Micro? turbulencija, sa vrtlozima dužine od samo 100 kilometara, prva je u proučavanju plazme koja okružuje Zemlju.
Klaster: dijagnostički alat bez presedana
Takvo je otkriće vrlo relevantno. Na primjer, to omogućava znanstvenicima da počnu povezivati male i velike turbulencije i započeti ispitivanje kako je to zapravo formirano i koje su veze. Na primjer, koji su osnovni mehanizmi pokretanja i oblikovanja turbulencija? Koliko vrtlozi doprinose transportu mase i energije kroz granične slojeve? Da li su mali vrtlozi potrebni za stvaranje velikih? Ili, s druge strane, veliki vrtlozi raspršuju svoju energiju i stvaraju kaskadu manjih?
Pokušavajući odgovoriti na ova pitanja, Cluster je bez presedana dijagnostički alat za prvu trodimenzionalnu kartu okruženja blizu Zemlje, a svoju su izuzetnost dobili istodobno opažanjem više svemirskih letjelica. Klaster revolucionira naše razumijevanje načina i mehanizama pomoću kojih solarna aktivnost utječe na Zemlju.
Osim toga, Clusterovo istraživanje turbulencije u Zemljinoj plazmi, s dinamikom i uključenim energijama, pridonosi napretku temeljnih teorija o plazmi. To nije važno samo za astrofiziku, već i za razumijevanje i rad s plazmom u laboratorijima, s obzirom na visoke energije. To je posebno važno za istraživanja nuklearne fuzije.
Na primjer, podaci o klasteru nadopunjuju istraživanje fizike plazme u međunarodnom projektu ITER, eksperimentalnom koraku koji uključuje nekoliko istraživačkih instituta širom svijeta za sutrašnje elektrane za proizvodnju električne energije. U tom pogledu, sondiranjem u magnetosferu, Klaster ima slobodan pristup jedinoj otvorenoj - prirodnoj laboratoriji? za proučavanje fizike plazme.
Izvorni izvor: ESA Portal
