Menininko įspūdis apie „Cluster“ matytą mikroturbulumą. Vaizdo kreditas: ESA Padidinti
ESA klasterio misijos matavimų dėka Europos mokslininkų komanda nustatė mikro magnetinius sūkurius Žemės magnetosferoje.
Toks nedidelio masto sūkurių turbulencija, kurios egzistavimas buvo numatytas pasitelkiant matematinius modelius, anksčiau kosmose nebuvo pastebėtas. Rezultatai yra svarbūs ne tik kosmoso fizikai, bet ir kitoms reikmėms, pavyzdžiui, branduolių sintezės tyrimams.
2002 m. Kovo 9 d. Keturi „Cluster“ palydovai, skraidantys tetraedrinėje formacijoje 100 km atstumu vienas nuo kito, kirto šiaurinį magnetinį gaubtą. kai jie padarė savo atradimą. Magnetiniai gaubtai yra regionai virš magnetinių polių, kur Žemę supančios magnetinio lauko linijos sudaro magnetinį piltuvą.
Magnetiniai gaubtai yra du svarbūs Žemės magnetosferos regionai, kur Saulės vėjas? - nuolatinis Saulės sukuriamų įkrautų dalelių srautas, kertantis visą Saulės sistemą - gali tiesiogiai patekti į viršutinį Žemės atmosferos sluoksnį (jonosferą).
Didelis kiekis plazmos (įkrautų dalelių dujos) ir energija pernešamos per šias ir kitas? regionuose, kad prasiskverbtų į magnetosferą - Žemės natūralų apsauginį skydą. Tik mažiau nei vienas procentas visos saulės vėjo nešamos energijos, sklindančios į Žemės magnetosferą, iš tikrųjų sugeba prasiskverbti pro šalį, tačiau ji vis tiek gali turėti didelę įtaką žemiškoms sistemoms, tokioms kaip telekomunikacijų tinklai ir elektros linijos.
Įsišaknijusi Saulės medžiaga sukelia turbulenciją Žemę supančioje plazmoje, panašią į skysčius, tačiau su sudėtingesnėmis jėgomis. Toks turbulencija susidaro, pavyzdžiui, perėjimo tarp skirtingo tankio ir temperatūros plazmos sluoksnių srityse, tačiau jo formavimo mechanizmai dar nėra visiškai aiškūs.
Turbulencija egzistuoja skirtingais masteliais, nuo kelių tūkstančių iki kelių kilometrų. Su in situ? Daugiataškis? matavimų metu, 2004 m. keturi „Cluster“ palydovai pranešė apie didelio masto turbulenciją - sūkurius, kurių plotis iki 40 000 km, magnetopauzės šone. (ribinis sluoksnis, atskiriantis magnetosferą nuo laisvos erdvės). Naujas atradimas? Mikro? Turbulencija, kurios sūkuriai siekia tik 100 kilometrų, yra pirmoji tyrinėjant Žemę supančią plazmą.
Klasteris: precedento neturintis diagnostikos įrankis
Toks atradimas yra labai aktualus. Pavyzdžiui, tai leidžia mokslininkams pradėti susieti nedidelio ir didelio masto turbulencijas ir pradėti abejoti, kaip ji iš tikrųjų formuojasi ir kokie yra ryšiai. Pavyzdžiui, kokie pagrindiniai mechanizmai skatina ir formuoja turbulenciją? Kiek sūkuriai prisideda prie masės ir energijos pernešimo per ribinius sluoksnius? Ar reikalingi maži sūkuriai, norint generuoti didelius? Arba, kita vertus, ar dideli sūkuriai išsklaido savo energiją ir sukuria mažesnių kaskadą?
Bandydamas atsakyti į šiuos klausimus, „Cluster“ yra precedento neturintis diagnostikos įrankis, pateikiantis pirmąjį trijų dimensijų artimojo žemės aplinkos žemėlapį, kurio išskirtinumą suteikia tuo pačiu metu stebimi daugia erdvėlaiviai. Klasteris revoliucionuoja mūsų supratimą apie būdus ir mechanizmus, kuriais saulės aktyvumas veikia Žemę.
Be to, Klasterio atliktas Žemės plazmos turbulencijos tyrimas su dinamika ir susijusiomis energijomis prisideda prie pagrindinių teorijų apie plazmą tobulėjimo. Tai svarbu ne tik astrofizikos srityje, bet ir atsižvelgiant į didelę energiją, kurią reikia suprasti ir tvarkyti plazmą laboratorijose. Tai ypač svarbu atliekant branduolių sintezės tyrimus.
Pvz., „Cluster“ duomenys papildo plazmos fizikos tyrimus tarptautiniame ITER projekte - tai eksperimentinis žingsnis, kuriame dalyvaus keli tyrimų institutai visame pasaulyje rytojaus elektrą gaminančioms elektrinėms. Šiuo atžvilgiu, žvalgydamasis į magnetosferą, „Cluster“ gali laisvai patekti į vienintelę atvirą „gamtinę laboratoriją“. plazmos fizikos tyrimui.
Originalus šaltinis: ESA portalas
