Tūkstančiai mylių virš Žemės, kosminių orų taisyklės. Tai iš pažiūros tuščia ir vieniša vieta, kur gausu paslapties, vadinamos „šalta plazma“, kuri gali turėti įtakos mūsų ryšiui su saule. Nors jis išliko beveik paslėptas, Švedijos tyrėjai sukūrė naują metodą šiems šaltų, įkrautų jonų matavimui. Turėdami įrodymų, kad ne kartą buvo manoma, šie nauji radiniai gali mums duoti užuominų apie tai, kas vyksta aplink kitas planetas ir jų natūralius palydovus.
„Kuo daugiau ieškote mažai energijos naudojančių jonų, tuo daugiau jų rasite“, - teigė Matsas Andre, Švedijos kosmoso fizikos instituto Upsala mieste, Švedijoje, tyrimų grupės vadovas, kurios išvadoms buvo pritarta. publikacija Amerikos geofizikos sąjungos žurnale „Geophysical Research Letters“. „Mes nežinojome, kiek ten buvo. Tai daugiau nei net aš maniau “.
Iš kur kilo ši mįslė? Mažos energijos jonai prasideda viršutinėje mūsų atmosferos dalyje, vadinamoje jonosfera. Saulės energija gali pašalinti molekules iš elektronų, paliekant teigiamo krūvio atomus, tokius kaip deguonis ir vandenilis. Tačiau fiziškai rasti šiuos jonus buvo sudėtinga. Nors tyrėjai žinojo, kad jie egzistuoja maždaug 100 kilometrų (60 mylių) aukštyje, Andre ir kolega Chrisas Cully savo vietas nustatė aukščiau - nuo 20 000 iki 100 000 km (nuo 12 400 iki 60 000 mylių). Šaltyje esančių jonų kiekis svyruoja nuo 50 iki 70% ... ir sudaro didžiąją erdvės masės dalį.
Tačiau tai ne vienintelė vieta, kurioje rasta šalta plazma. Remiantis tyrimų palydovų duomenimis ir skaičiavimais, tam tikros didelio aukščio zonos nuolat talpina mažos energijos jonus. Tiek, kiek atrodo, komanda juos aptiko ir 100 000 km aukštyje! Anot Andre, šiuose regionuose aptikti tiek daug santykinai vėsių jonų, nustebina, nes tiek saulės energijos vėjas - didelis karščio plazma, maždaug 1000 kartų karštesnis už tą, kurį Andre laiko šaltu, yra tiek daug energijos, kad Žemė smogia dideliam aukščiui. Tik kaip šalta? „Mažos energijos jonų energija atitiktų maždaug 500 000 laipsnių Celsijaus (maždaug vienas milijonas laipsnių pagal Fahrenheitą) esant tipiškam žemės tankiu tankiui. Bet kadangi jonų tankis kosmose yra toks mažas, palydovai ir erdvėlaiviai gali skristi orbitoje, nesprogdami liepsnose. “
Išmatuoti šių mažai energijos naudojančių jonų kiekį ir išmatuoti, kiek medžiagų išeina iš mūsų atmosferos, buvo sunkus uždavinys. Andre dirbtuvės yra palydovas ir vienas iš keturių Europos kosmoso agentūros CLUSTER erdvėlaivių. Jame yra detektorius, sukurtas iš plonos vielos, kuris matuoja elektroninį lauką tarp jų palydovo sukimosi metu. Tačiau, kai buvo renkami duomenys, tyrėjai rado paslapčių porą - stiprius elektrinius laukus netikėtose kosmoso vietose ir elektrinius laukus, kurie nesikeitė tolygiai.
„Mokslininkui tai atrodė gana bjauriai“, - sakė Andre. „Mes bandėme išsiaiškinti, kas negerai su instrumentu. Tada supratome, kad instrumente nėra nieko blogo “. Tai, ką jie rado, atvėrė jiems akis. Šalta plazma pakeitė palydovą supančių elektrinių laukų išdėstymą. Tai privertė juos suprasti, kad jie gali panaudoti savo lauko matavimus šaltos plazmos buvimui patvirtinti. „Tai yra protingas būdas paversti erdvėlaivio detektoriaus apribojimus turtu“, - sakė Tomas Moore'as, NASA magnetinės sferos daugialypės apžiūros misijos „Goddard“ kosminių skrydžių centre Greenbelt mieste, Merilande, vyresnysis projekto mokslininkas. Naujuose tyrimuose jis nedalyvavo.
Naudodamasis šiais naujais metodais, mokslas gali išmatuoti ir atvaizduoti šaltos Žemės plazmos apvalkalą ir sužinoti daugiau apie tai, kaip kinta tiek karšta, tiek šalta plazma ekstremalių oro sąlygų metu. Šis tyrimas nukreiptas į geresnį ne tik mūsų, bet ir kitų atmosferų supratimą. Šiuo metu nauji matavimai rodo apie kilogramą (du svarus) šaltos plazmos ištrūkus iš Žemės atmosferos kas sekundę. Turėdami tvirtą skaičių kaip nuostolių greičio pagrindą, mokslininkai gali parodyti, kas tapo Marso atmosfera, arba paaiškinti atmosfera aplink kitas planetas ir mėnulius. Tai taip pat gali padėti tiksliau prognozuoti kosminius orus - net jei tai nedaro tiesioginės įtakos pačiai aplinkai. Tai yra pagrindinis žaidėjas, net jei jis pats nesukelia žalos. „Galbūt norėsite žinoti, kur yra žemo slėgio zona, numatyti audrą“, - pažymėjo Andre.
Orų prognozės kosminėje erdvėje modernizavimas ten, kur jis yra panašus į įprastą orų prognozavimą, „net nebuvo įmanoma atlikti nuotoliniu būdu, jei jums trūksta daugumos savo plazmos“, - sakė Nooras Moore'as. Dabar, kai galima išmatuoti šaltą plazmą, aukštos kokybės prognozių tikslas yra vienas žingsnis arčiau. „Tai daiktai, kurių mes nematėme ir negalėjome aptikti, o tada staiga galėjome išmatuoti“, - apie mažai energijos naudojančius jonus pasakojo Moore'as. „Dabar jūs iš tikrųjų galite jį studijuoti ir pamatyti, ar jis sutinka su teorijomis“.
Originalus istorijos šaltinis: Amerikos geofizikos sąjungos naujienų leidinys. Tolesniam skaitymui: Mažos energijos jonai: Anksčiau paslėpta Saulės sistemos dalelių populiacija.
