Το κουαρτέτο των παρατηρητών του διαστημικού καιρού της ESA, Cluster, ανακάλυψε στροβιλισμούς από εκτοξευμένο ηλιακό υλικό ψηλά πάνω από τη Γη. Τα υπερθερμαινόμενα αέρια που παγιδεύονται σε αυτές τις δομές πιθανώς διοχετεύονται στο μαγνητικό φούσκα της Γης, στη μαγνητόσφαιρα. Αυτή η ανακάλυψη λύνει πιθανώς ένα μυστήριο 17 ετών για το πώς η μαγνητόσφαιρα συμπληρώνεται συνεχώς με ηλεκτροφόρα αέρια όταν πρέπει να λειτουργεί ως φράγμα.
Το μαγνητικό πεδίο της Γης είναι η πρώτη γραμμή άμυνας του πλανήτη μας ενάντια στον βομβαρδισμό του ηλιακού ανέμου. Ο ίδιος ο ηλιακός άνεμος εκτοξεύεται από τον Ήλιο και μεταφέρει το μαγνητικό πεδίο του Ήλιου σε όλο το Ηλιακό Σύστημα. Μερικές φορές αυτό το μαγνητικό πεδίο ευθυγραμμίζεται με τη Γη και μερικές φορές δείχνει προς την αντίθετη κατεύθυνση.
Όταν τα δύο πεδία δείχνουν αντίθετες κατευθύνσεις, οι επιστήμονες καταλαβαίνουν πώς; στο πεδίο της Γης μπορεί να ανοίξει. Αυτό το φαινόμενο, που ονομάζεται «μαγνητική επανασύνδεση», επιτρέπει στον ηλιακό άνεμο να ρέει και να συλλέγει στη δεξαμενή γνωστή ως οριακό στρώμα. Αντίθετα, όταν τα πεδία είναι ευθυγραμμισμένα θα πρέπει να παρουσιάζουν ένα αδιαπέραστο φράγμα στη ροή. Ωστόσο, οι διαστάσεις διαστημικών σκαφών του οριακού στρώματος, που χρονολογούνται από το 1987, παρουσιάζουν ένα παζλ επειδή δείχνουν σαφώς ότι το οριακό επίπεδο είναι πληρέστερο όταν τα πεδία είναι ευθυγραμμισμένα από ό, τι όταν δεν είναι. Πώς μπαίνει λοιπόν ο ηλιακός άνεμος;
Χάρη στα δεδομένα από τα τέσσερα διαστημικά σκάφη που σχηματίζουν πτήσεις της αποστολής Cluster της ESA, οι επιστήμονες έχουν κάνει μια σημαντική ανακάλυψη. Στις 20 Νοεμβρίου 2001, ο στολίσκος Cluster κατευθυνόταν από πίσω από τη Γη και μόλις είχε φτάσει στο σούρουπο του πλανήτη, όπου ο ηλιακός άνεμος γλιστράει πέρα από τη μαγνητόσφαιρα της Γης. Εκεί άρχισε να συναντάει γιγάντιες στροφές αερίου στη μαγνητική παύση, την εξωτερική άκρη; της μαγνητόσφαιρας.
«Αυτές οι στροφές ήταν πραγματικά τεράστιες κατασκευές, περίπου έξι ακτίνες της Γης»; λέει ο Hiroshi Hasegawa, Dartmouth College, New Hampshire, ο οποίος αναλύει τα δεδομένα με τη βοήθεια μιας διεθνούς ομάδας συναδέλφων. Τα αποτελέσματά τους τοποθετούν το μέγεθος των στροφών περίπου στα 40.000 χιλιόμετρα το καθένα και είναι η πρώτη φορά που εντοπίστηκαν τέτοιες δομές.
Αυτές οι στροφές είναι γνωστές ως προϊόντα αστάθειας Kelvin-Helmholtz (KHI). Μπορούν να συμβούν όταν δύο παρακείμενες ροές ταξιδεύουν με διαφορετικές ταχύτητες, οπότε η μία γλιστράει πέρα από την άλλη. Καλά παραδείγματα τέτοιων αστάθειας είναι τα κύματα που κινούνται από τον άνεμο που γλιστράει στην επιφάνεια του ωκεανού. Παρόλο που τα κύματα KHI είχαν παρατηρηθεί στο παρελθόν, είναι η πρώτη φορά που ανιχνεύονται πραγματικά στροβιλισμοί.
Όταν ένα κύμα KHI κυλά σε δίνη, γίνεται γνωστό ως «μάτι της γάτας Kelvin». Τα δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον Cluster έχουν δείξει διακυμάνσεις πυκνότητας του ηλεκτρικού αερίου, ακριβώς στη μαγνητική παύση, ακριβώς όπως αυτές που αναμένονταν όταν ταξιδεύουν μέσω του ματιού «Kelvin Cat».
Οι επιστήμονες ισχυρίστηκαν ότι, εάν αυτές οι δομές σχηματίστηκαν στη μαγνητική παύση, ενδέχεται να είναι σε θέση να τραβήξουν μεγάλες ποσότητες του ηλιακού ανέμου μέσα στο οριακό στρώμα καθώς καταρρέουν. Μόλις τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου μεταφερθούν στο εσωτερικό μέρος της μαγνητόσφαιρας, μπορούν να ενθουσιαστούν έντονα, επιτρέποντάς τους να συντρίψουν την ατμόσφαιρα της Γης και να προκαλέσουν τις αύρες.
Η ανακάλυψη του Cluster ενισχύει αυτό το σενάριο, αλλά δεν δείχνει τον ακριβή μηχανισμό με τον οποίο το αέριο μεταφέρεται στη μαγνητική φυσαλίδα της Γης. Έτσι, οι επιστήμονες εξακολουθούν να μην γνωρίζουν εάν αυτή είναι η μόνη διαδικασία πλήρωσης του οριακού στρώματος όταν τα μαγνητικά πεδία είναι ευθυγραμμισμένα. Για αυτές τις μετρήσεις, λέει ο Hasegawa, οι επιστήμονες θα πρέπει να περιμένουν μια μελλοντική γενιά μαγνητοσφαιρικών δορυφόρων.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
