Grafički prikaz NASA-inog ACE i Wind i ESA-inog svemirskog broda koji nailazi na mlazne čestice sunca. Kreditna slika: UC Berkeley Klikni za veću sliku
Flota NASA-e i svemirskih sonda Europske svemirske agencije primijetila je ogroman mlaz električno nabijenih čestica u sunčevom vjetru između Sunca i Zemlje. Mlaz, najmanje 200 puta širi od Zemlje, pokretao se sudaranjem magnetskih polja u procesu koji se naziva "magnetska rekonekcija".
magnetska rekonekcija u sunčevom vjetru
Ovi mlazovi rezultat su prirodnih akceleratora čestica koji trunu sve što je izgrađeno na Zemlji. Znanstvenici grade zemlje dugačke akceleratore čestica kako bi zajedno razbili atome u nastojanju da razumiju osnovne zakone fizike.
Slični mlazovi s pogonom na ponovno spajanje javljaju se u Zemljinom magnetskom štitu, proizvodeći efekte koji mogu onesposobiti orbitiranje svemirskim brodom i uzrokovati jake magnetske oluje na našem planetu, ponekad i razoriti elektrane.
Novootkriveni međuplanetarni mlazovi daleko su veći od onih koji se javljaju unutar Zemljinog magnetskog štita. Novo promatranje prvo je izravno mjerenje koje ukazuje da se magnetsko ponovno povezivanje može dogoditi na ogromnim mjerilima.
Razumijevanje magnetske rekonekcije bitno je za razumijevanje eksplozivnih pojava u cijelom Svemiru, poput solarnih baklji (eksplozije milijardi megatona u Sunčevoj atmosferi), eksplozija gama zraka (intenzivna eksplozija zračenja iz egzotičnih zvijezda) i laboratorijska nuklearna fuzija. Baš kao što gumena traka može iznenada puknuti kada je iskrivljena predaleko, magnetska rekonekcija prirodni je proces kojim se energija u napregnutom magnetskom polju iznenada oslobađa kad promijeni oblik, ubrzavajući čestice (ioni i elektroni).
"Samo koordiniranim mjerenjima svemirskim brodom Sunce-Zemlja, poput ACE, Vjetra i Clustera, možemo istražiti svemirsko okruženje s neviđenim detaljima i u tri dimenzije", kaže dr. Tai Phan, vodeći autor rezultata sa Sveučilišta u Kaliforniji , Berkeley. „Svemirsko okružje u blizini Zemlje jedini je prirodni laboratorij u kojem možemo izravnim mjerenjima fizike eksplozivnih magnetskih pojava koje se događaju u cijelom Svemiru.“ Phanin se članak 12. listopada pojavljuje kao naslovni članak Nature.
Solarni vjetar je razrijeđeni tok električno nabijenog (ioniziranog) plina koji neprestano puše sa Sunca. Budući da je solarni vjetar električno nabijen, sa sobom nosi solarna magnetska polja. Solarni vjetar koji proizlazi iz različitih mjesta na Suncu nosi magnetska polja koja su usmjerena u različitim smjerovima. Magnetska rekonekcija u solarnom vjetru događa se kada se "listovi" magnetskog polja suprotnog smjera stisnu zajedno. Pri tome se listovi spajaju u oblik X-presjeka, koji se zatim uništava ili razbija radi stvaranja nove geometrije magnetske linije. Stvaranjem drugačije magnetske geometrije stvaraju se ogromni mlazovi čestica koje strše od mjesta ponovne veze.
Donedavno se magnetsko ponovno povezivanje uglavnom prijavljivalo u Zemljinoj "magnetosferi", prirodnom magnetskom štitu koji okružuje Zemlju. Sastoji se od linija magnetskog polja koje generira naš planet i brane nas od neprekidnog protoka nabijenih čestica koje čine solarni vjetar odbijajući ih. Međutim, kad se dogodi da međuplanetarne crte magnetskog polja koje nose solarni vjetar u suprotnoj orijentaciji sa Zemljinim linijama magnetskog polja, ponovo se pokreće i solarni materijal može probiti Zemljin štit.
Neki prethodni događaji ponovnog povezivanja, izmjereni u Zemljinoj magnetosferi, sugerirali su da je fenomen intrinzično slučajan i zakrpljen u prirodi, koji se protezao ne više od nekoliko desetaka tisuća kilometara. Međutim, "ovo otkriće rješava dugogodišnju raspravu o tome je li ponovno povezivanje intrinzično zakrpljeno ili može li umjesto toga djelovati u ogromnim regijama u svemiru", rekao je dr. Jack Gosling sa sveučilišta u Koloradu, koautor knjige i pionir u istraživanju rekonekcije u svemiru.
Šira slika magnetske rekonekcije pojavila se kad je šest svemirskih letjelica? četiri svemirske svemirske letjelice Europske svemirske agencije i NASA-in napredni preglednik kompozicije (ACE) i sonde za vjetar? letili su sunčevim vjetrom izvan Zemljine magnetosfere 2. veljače 2002. i otkrili šansu. Tijekom vremenskog razdoblja od oko dva i pol sata, sve su svemirske letjelice uočile jedan ogroman tok mlaznih čestica, širine najmanje 2,5 milijuna kilometara (oko 1,5 milijuna milja ili gotovo 200 promjera Zemlje), uzrokovanih najvećim događajem ponovnog povezivanja ikad mjereno izravno.
"Da je promatrano ponovno povezivanje bilo krpa, jedna ili više svemirskih letjelica najvjerojatnije se ne bi susrelo s ubrzanim protokom čestica", rekao je Phan. "Nadalje, loši i slučajni događaji ponovnog povezivanja rezultirali bi različitim otkrivanjem mlaznih letjelica usmjerenih u različitim smjerovima, što nije bio slučaj."
Budući da je svemirska letjelica otkrivala mlaz više od dva sata, ponovno povezivanje moralo je biti gotovo stabilno tijekom tog razdoblja. Još 27 velikih događaja ponovnog povezivanja? s pripadajućim mlaznicama - identificirali su ih ACE i Wind, od kojih su se četiri proširila na više od 50 promjera Zemlje, odnosno na 650.000 kilometara (oko 400.000 milja). Zahvaljujući tim dodatnim podacima, tim bi mogao zaključiti da ponovno spajanje na solarni vjetar treba promatrati kao produženu i stalnu pojavu.
Događaj od 2. veljače 2002. mogao je biti znatno veći, ali svemirski brod bio je razdvojen ne više od 200 promjera Zemlje, tako da je njegov pravi opseg nepoznat. Dvije nove NASA-ine misije pomoći će procijeniti stvarnu veličinu ovih događaja i detaljnije ih ispitati. Misija Socijalni zemaljski opservatorij za odnose (STEREO), koja bi trebala biti lansirana u svibnju ili lipnju 2006., sastojat će se od dvije svemirske letjelice koja orbitira oko Sunca na suprotnim stranama Zemlje, razdvojena na 186 milijuna milja (skoro 300 milijuna kilometara). Njihova osnovna misija je promatrati izbacivanje koronalnih masa, milijardu tona erupcije električno nabijenog plina sa Sunca, u tri dimenzije. Međutim, svemirska letjelica također će moći detektirati događaje magnetske rekonekcije koji se događaju u sunčevom vjetru pomoću instrumenata koji mjere magnetska polja i nabijene čestice. Magnetosferska višesmjerna misija (MMS), planirana za lansiranje 2013. godine, koristit će četiri identične svemirske letjelice u različitim zemaljskim orbitama za izvođenje detaljnih studija uzroka magnetske ponovne veze u Zemljinoj magnetosferi.
Izvorni izvor: NASA News Release
