Kreditna slika: NASA
Novo istraživanje pokazuje da elektroni mogu surfati magnetskim valovima koje pokreće solarni vjetar i ubrzavaju se do točke da mogu nanijeti ozbiljnu štetu svemirskim brodovima koji kruže oko Zemlje. Proces je rezultat interakcije između Zemljinog magnetskog polja i kolebanja gustoće solarnog vjetra. Kako se gustoća solarnog vjetra mijenja, uzrokuje da se valovi u magnetskom polju vrate na Zemlju. Elektroni se mogu uhvatiti u tim valovima i surfati natrag na Zemlju tako brzo da mogu oštetiti osjetljivu elektroniku u svemiru.
Elektroni "ubojica" sposobni uništiti pukotine u orbiti oko planeta mogu "surfati" magnetskim valovima pokrenutim solarnim vjetrom, prema timu svemirskih znanstvenika.
Tim sa Sveučilišta u Bostonu i Nacionalne uprave za okeane i atmosferu (NOAA) kombinirali su promatranja s NASA-e i NOAA svemirskim brodom kako bi identificirali fenomen koji objašnjava kako solarni vjetar stvara valove u Zemljinom magnetskom polju (magnetosferi). Obični elektroni koji kruže oko Zemlje u Van Allenovim pojasevima zračenja mogu se podizati na valovima, ubrzavajući se do brzine svjetlosti, s energijama 300-500 puta većim od elektrona na televizijskom ekranu.
Solarni vjetar je struja električno nabijenih čestica koje neprestano pušu sa Sunca. Magnetosfera je šupljina nastala kada solarni vjetar naiđe na zemljino magnetsko polje. Kad je gustoća sunčevog vjetra velika i nailazi na magnetosferu, magnetosfera se sažima. Kad je gustoća vjetra mala, magnetosfera se širi. Istraživači su otkrili da solarni vjetar sadrži periodične strukture visoke i niske gustoće, koje pokreću periodično djelovanje magnetosfere i globalne generacije magnetskih valova.
Poznato je da ako se frekvencija tih valova podudara s frekvencijom elektrona u njihovom kretanju u Van Allenovom pojasu, elektroni se mogu ubrzati, značajno pojačavajući njihovu energiju. Proces je sličan buđingborodu koji hvata val. Neki elektroni "voze val" i dobivaju toliko energije da tada mogu oštetiti skupe svemirske letjelice.
"Ako to možemo potvrditi kao značajan mehanizam stvaranja valova koji ubrzavaju 'ubojice' elektrone, tada bi znanstvenici koji koriste podatke sa satelita poput vjetra mogli unaprijed upozoriti operatore svemirskih letjelica da njihova svemirska letjelica može biti u opasnosti od prekomjerne i štetne izloženosti zračenju, - rekla je dr. Barbara Giles, znanstvenica na projektu za Polarnu svemirsku letjelicu u NASA-inom centru za svemirske letove Goddard, Greenbelt, Md.
Kad elektroni postanu ovo energični, mogu prodrijeti u unutrašnjost svemirskog broda. Jednom u elektroničkim dijelovima, oni stvaraju statički elektricitet koji može kratki spoj kritičnog dijela ili dovesti svemirski brod u loš način rada.
"Ono što je novo i uzbudljivo u ovom istraživanju je to da su ljudi uvijek tražili mehanizme unutar magnetosfere za stvaranje ovih valova", rekao je dr. Larry Kepko, znanstveni suradnik na Sveučilištu u Bostonu i vodeći autor dvaju radova o ovom istraživanju, jednog objavljenog u Časopis za geofizička istraživanja u lipnju 2003., i drugi u Geofizičkim istraživačkim pismima iz 2002. "Ali ovdje smo našli vanjski mehanizam - sam solarni vjetar."
NASA-in Polarni i Vjetar sateliti, zajedno s NOAA-inim geostacionarnim operativnim okolišnim satelitom (GOES), pružili su ključna zapažanja koja su vodila tim do ovog zaključka. Polar je potvrdio da valovi nisu lokalni, već globalni. Satelit za vjetar bio je osnovni izvor za identificiranje struktura gustoće u solarnom vjetru koji pokreću magnetosferu. GOES je pružao podatke o magnetosferi Zemlje s povećanjem i smanjivanjem veličine.
"Već smo znali da solarni vjetar ima strukture gustoće i da magnetski valovi mogu ubrzati elektrone", rekao je dr. Harlan Spence, izvanredni profesor astronomije na Sveučilištu u Bostonu i koautor dvaju radova o ovom istraživanju. "Ono što nismo znali je da strukture solarnog vjetra mogu biti periodične i pokretati magnetske valove. Ova nova zapažanja mogu pružiti vezu koja nedostaje. "
Krajnji izvor ovih novootkrivenih struktura solarnog vjetra i dalje je misterija, ali tim nagađa da Sunce može igrati izravnu ulogu. „Varijacije gustoće solarnog vjetra djelomično su kontrolirane uzorkom magnetske rekonekcije, uvijanjem i škljocanjem linija magnetskog polja na površini Sunca“, kaže dr. Kepko. „Ponovno povezivanje koje se događa na sistematski, periodični način može proizvesti promatrane strukture periodične gustoće u sunčevom vjetru. Postoje dokazi da se to može dogoditi, ali potrebno je daljnje istraživanje da bi se uspostavila konačna veza. "
Van Allenove zračne pojaseve otkrio je 1958. dr. James Van Allen i njegov tim na Sveučilištu Iowa s Explorerima 1 i 3, prvim satelitima koje su Sjedinjene Države uspješno pokrenule. Oni su pojasevi električno nabijenih čestica zarobljenih Zemljinog magnetskog polja. Budući da su čestice električno nabijene (uglavnom protoni i elektroni), oni osjećaju magnetske sile i ograničene su u spirali oko nevidljivih linija magnetske sile koje čine Zemljino magnetsko polje. Postoje zapravo dva pojasa u obliku krafne u Van Allenovom sustavu, jedan unutar drugog sa Zemljom u "rupi" unutarnjeg pojasa. Unutarnji pojas, koji se sastoji od protona velike brzine, nalazi se na visinama između 430 i 7.500 milja (oko 700 do 12.000 km) iznad Zemlje. Vanjski pojas izrađen je od elektrona velike brzine i pojavljuje se na visinama između 15.500 i 25.000 milja (oko 25.000 do 40.000 km) iznad Zemlje. Operatori svemirskih letjelica pokušavaju izbjeći orbite u tim regijama, ali ponekad su te visine najbolje za određenu misiju ili bi svemirski brod morao proći kroz pojaseve tijekom dijela svoje orbite ili u potpunosti pobjeći sa Zemlje.
NASA-in Polarni i vjetar sateliti, zajedno poznati kao "Globalni geoprostorni program znanosti", posvećeni su pomaganju naučnicima da razumiju kako čestice i energija sa Sunca teku kroz Zemljino svemirsko okruženje i interakciju s njima.
NOAA je posvećena prikupljanju podataka o oceanima, atmosferi, svemiru i Suncu. Njegov satelitski sustav GOES osnovni je element za praćenje i prognozu vremena u SAD-u. Dr. Howard Singer iz NOAA treći je koautor na ovom istraživanju iz 2002. godine.
Izvorni izvor: NASA News Release
