Tisuće kilometara iznad Zemlje vladaju svemirske vremenske prilike. Naizgled prazno i usamljeno mjesto - mjesto u kojem je misterija zvana "hladna plazma" pronađena u izobilju i može imati posljedice na našu vezu sa Suncem. Iako je ostala gotovo skrivena, švedski su istraživači stvorili novu metodu za mjerenje ovih hladnih, nabijenih iona. Uz višestruko postojeće dokaze, ovi novi nalazi mogu nam dati naznake o tome što se događa s drugim planetima i njihovim prirodnim satelitima.
"Što više tražite niskoenergetske ione, više ćete ih pronaći", rekao je Mats Andre, profesor svemirske fizike pri Švedskom institutu za svemirsku fiziku u Uppsali u Švedskoj i vođa istraživačkog tima čiji su nalazi prihvaćeni u publikacija u časopisu American Geophysical Union u časopisu Geophysical Research Letters. "Nismo znali koliko je vani. Više je nego što sam i mislio. "
Odakle potječe ova enigma? Ioni niske energije počinju u gornjem dijelu naše atmosfere koji se naziva ionosfera. Ovdje solarna energija može ukloniti elektrone iz molekula, ostavljajući atome poput kisika i vodika s pozitivnim nabojem. Međutim, fizički je pronalaženje tih iona bilo problematično. Iako su istraživači znali da postoje na visinama od oko 100 kilometara (60 milja), Andre i njegov kolega Chris Cully postavili su svoja nalazišta više - na između 20.000 i 100.000 km (12.400 do 60.000 milja). Na rubu količina hladnih iona varira od 50 do 70% ... što čini većinu mase prostora.
Međutim, to nije jedino mjesto nađeno hladne plazme. Prema satelitskim podacima i proračunima istraživanja, određene visinske zone stalno luče niskoenergetske ione. Koliko god možda zvučalo, ekipa ih je također otkrila na visinama od 100 000 km! Prema Andreu, otkrivanje toliko relativno hladnih iona u ovim regijama iznenađujuće je jer toliko energije pogodi Zemljine velike visine od sunčevog vjetra - vruća plazma oko 1000 puta toplija od one koju Andre smatra hladnom. Koliko je hladno? „Niskoenergetski ioni imaju energiju koja bi odgovarala oko 500 000 stupnjeva Celzijusa (oko milion stupnjeva Celzijevih stupnjeva) pri tipičnim gustoćama plina koje se nalaze na Zemlji. No, budući da je gustoća jona u svemiru tako niska, sateliti i svemirske letjelice mogu orbitirati bez izbijanja plamena. "
Prepoznavanje ovih niskoenergetskih iona i mjerenje koliko materijala napušta našu atmosferu bio je neuhvatljiv zadatak. Andreova radionica je satelit i jedna od četiri svemirske letjelice Europske svemirske agencije CLUSTER. Na njemu se nalazi detektor stvoren od fine žice koja mjeri elektroničko polje između njih tijekom rotacije satelita. Međutim, kada su prikupljeni podaci, istraživači su otkrili par misterija - jaka električna polja u neočekivanim prostorima i električna polja koja nisu fluktuirala ravnomjerno.
"Za znanstvenika je izgledalo prilično ružno", rekao je Andre. "Pokušali smo ustanoviti što nije u redu s instrumentom. Tada smo shvatili da s instrumentom nema ništa loše. " Ono što su pronašli otvorilo je oči. Hladna plazma mijenjala je raspored električnih polja koja okružuju satelit. Zbog toga su shvatili da mogu pomoću terenskih mjerenja potvrditi prisutnost hladne plazme. "To je pametan način pretvaranja ograničenja detektora koji se bave svemirskim brodovima u imovinu", rekao je Thomas Moore, stariji znanstvenik za NASA-inu misiju Magnetosferna višestruka razina u Goddard centru za svemirske letove u Greenbeltu u Marylandu. Nije bio uključen u nova istraživanja.
Pomoću ovih novih tehnika znanost može izmjeriti i preslikati Zemljinu ovojnicu hladne plazme - i naučiti više o tome kako se i vruća i hladna plazma mijenjaju tijekom ekstremnih svemirskih vremenskih uvjeta. Ovo istraživanje ukazuje na bolje razumijevanje atmosfere koja nije naša. Trenutno nova mjerenja pokazuju da kilogram (dva kilograma) hladne plazme svake sekunde bježi iz Zemljine atmosfere. Imajući solidnu cifru kao osnovu stope gubitka, znanstvenici će moći modelirati što je postalo Marsovom atmosferom - ili objasniti atmosfera oko drugih planeta i mjeseca. Također može pomoći u preciznijem predviđanju svemirskog vremena - čak i ako to ne utječe izravno na sam okoliš. Ključni je igrač, čak i ako sam ne napravi štetu. "Možda želite znati gdje se nalazi područje niskog tlaka, kako biste predvidjeli oluju", primijetio je Andre.
Moderniziranje vremenskog prognoziranja svemira do mjesta na kojem je to slično uobičajenom prognoziranju vremena, „nije bilo ni na daljinu moguće ako vam nedostaje veći dio plazme“, rekao je Moore s NASA-e. Sada, s načinom mjerenja hladne plazme, cilj visokokvalitetnih predviđanja korak je bliže. "To je stvar koju nismo mogli vidjeti i ne možemo otkriti, a onda bismo je odjednom mogli izmjeriti", rekao je Moore o ionima niske energije. "Sada to možete zapravo proučiti i vidjeti je li se slaže sa teorijama."
Izvorni izvor priče: Američka geofizička unija News Release. Za daljnje čitanje: niskoenergetski ioni: prethodno skrivena populacija čestica Sunčevog sustava.
