Skica različitih područja Zemljine magnetosfere. Klikni za veću sliku
Klaster letjelice ESA bili su na pravom mjestu u pravo vrijeme kad su letjeli kroz područje Zemljinog magnetskog polja koje ubrzava elektrone do približno 1/100 brzine svjetlosti. Područje se naziva područje difuzije elektrona; granica debela samo nekoliko kilometara između Zemljinog magnetskog polja i Sunca Tijekom sat vremena, svemirski brod je bio zahvaćen u području difuzije elektrona jer je solarni vjetar uzrokovao pomicanje ovog sloja naprijed-nazad.
Klasterski sateliti ESA letjeli su kroz područja Zemljinog magnetskog polja koje ubrzavaju elektrone do otprilike stotine brzine svjetlosti. Opažanja prezentiraju Cluster znanstvenicima svojim prvim otkrivanjem tih događaja i daju im detalje univerzalnog procesa poznatog kao magnetska rekonekcija.
Dana 25. siječnja 2005., četiri svemirske letjelice našle su se na pravom mjestu u pravo vrijeme: područje prostora poznato kao područje difuzije elektrona. To je granica debljine svega nekoliko kilometara koja se javlja na nadmorskoj visini od oko 60 000 kilometara iznad Zemljine površine. Označava granicu između Zemljinog magnetskog polja i Sunca. Sunčevo magnetsko polje prenosi na Zemlju vjetar električno nabijenih čestica, poznatih kao sunčev vjetar.
Područje difuzije elektrona je poput električnog prekidača. Kad je okrenut, on koristi energiju pohranjenu u Sunčevom i Zemljinom magnetskom polju za zagrijavanje električno nabijenih čestica u njegovoj blizini velikim brzinama. Na ovaj način pokreće proces koji može rezultirati stvaranjem aure na Zemlji, pri čemu se brzorastuće naelektrisane čestice sudaraju s atmosferskim atomima i daju im sjaj.
Također postoji i zlobnija strana u odnosu na područja difuzije elektrona. Ubrzane čestice mogu oštetiti satelite sudarajući se s njima i uzrokujući nakupljanje električnih naboja. Ovi kratki spoj i uništavaju osjetljivu opremu.
Devetnaest puta u jednom satu, klaster Klastera našao se zahvaćen u području difuzije elektrona. To je bilo zbog toga što je solarni vjetar spravljao granični sloj, natjerajući ga da se kreće naprijed-nazad. Svaki je prelazak područja difuzije elektrona trajao samo 10-20 milisekundi za svaki svemirski brod, a jedinstveni instrument, poznat i kao Elektronski lebdeći instrument (EDI), bio je dovoljno brz da izmjeri ubrzane elektrone.
Promatranje je važno jer daje najcjelovitija mjerenja područja elektronske difuzije. „Čak ni najbolja računala na svijetu ne mogu simulirati područja difuzije elektrona; samo nemaju računalnu snagu za to ", kaže Forrest Mozer, Sveučilište u Kaliforniji, Berkeley, koji je vodio istragu podataka klastera.
Podaci će pružiti neprocjenjiv uvid u proces magnetske rekonekcije. Pojava se događa u cijelom Svemiru na više različitih mjerila, bilo gdje da postoje isprepletena magnetska polja. U tim složenim situacijama magnetska polja povremeno se raspadaju u stabilnije konfiguracije. Ovo je ponovno povezivanje i oslobađa energiju kroz područja difuzije elektrona. Na Suncu magnetska rekonekcija pokreće solarne baklje koje povremeno oslobađaju ogromne količine energije iznad sunčevih pjega.
Ovaj rad također može imati važan utjecaj na rješavanje energetskih potreba na Zemlji. Nuklearni fizičari koji pokušavaju izgraditi generatore fuzije pokušavaju stvoriti stabilna magnetska polja u svojim reaktorima, ali su pogođeni događajima ponovnog povezivanja koji uništavaju njihove konfiguracije. Ako se proces ponovnog povezivanja može razumjeti, postat će jasni načini sprečavanja u nuklearnim reaktorima.
Međutim, to još uvijek leži u budućnosti. "Moramo napraviti puno više znanosti prije nego što potpuno razumijemo ponovno povezivanje", kaže Mozer, čiji je cilj sada razumjeti koji uvjeti sunčevog vjetra pokreću događaje ponovne veze i povezana područja difuzije elektrona koje vidi Klaster.
Izvorni izvor: ESA Portal
