Η εντύπωση του καλλιτέχνη για τις μικροταραχές που βλέπει ο Cluster. Πιστωτική εικόνα: ESA Κάντε κλικ για μεγέθυνση
Χάρη στις μετρήσεις της αποστολής Cluster της ESA, μια ομάδα ευρωπαίων επιστημόνων εντόπισε «μικροβ-στροφές στη μαγνητόσφαιρα της Γης».
Τέτοια στροβιλισμός στροβιλισμού μικρής κλίμακας, του οποίου η ύπαρξη προβλεπόταν μέσω μαθηματικών μοντέλων, δεν έχει παρατηρηθεί προηγουμένως στο διάστημα. Τα αποτελέσματα δεν είναι μόνο σχετικά με τη διαστημική φυσική, αλλά και για άλλες εφαρμογές όπως η έρευνα για την πυρηνική σύντηξη.
Στις 9 Μαρτίου 2002, οι τέσσερις δορυφόροι Cluster, που πετούσαν σε τετραεδρικό σχηματισμό σε απόσταση 100 χιλιομέτρων ο ένας από τον άλλο, διέσχιζαν το βόρειο μαγνητικό κορύφωμα; όταν ανακάλυψαν. Τα μαγνητικά χείλη είναι οι περιοχές πάνω από τους μαγνητικούς πόλους όπου οι γραμμές μαγνητικού πεδίου που περιβάλλουν τη Γη σχηματίζουν μαγνητική χοάνη.
Οι μαγνητικές ακμές είναι οι δύο σημαντικές περιοχές της μαγνητόσφαιρας της Γης όπου ο «ηλιακός άνεμος» - μια σταθερή ροή φορτισμένων σωματιδίων που παράγονται από τον Ήλιο που διασχίζει ολόκληρο το Ηλιακό Σύστημα - μπορεί να έχει άμεση πρόσβαση στο ανώτερο στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης (την ιονόσφαιρα).
Μεγάλες ποσότητες πλάσματος (ένα αέριο φορτισμένων σωματιδίων) και ενέργειας μεταφέρονται μέσω αυτών και άλλων; περιοχές, για να διεισδύσουν στη μαγνητόσφαιρα - τη φυσική προστατευτική ασπίδα της Γης. Μόνο λιγότερο από το ένα τοις εκατό της συνολικής ενέργειας που μεταφέρεται από τον ηλιακό άνεμο και χτυπώντας τη μαγνητόσφαιρα της Γης καταφέρνει να γλιστρήσει, αλλά μπορεί ακόμα να έχει σημαντικό αντίκτυπο στα γήινα συστήματα, όπως τα δίκτυα τηλεπικοινωνιών και τα ηλεκτροφόρα καλώδια.
Το ηλιακό υλικό που γλιστράει δημιουργεί αναταράξεις στο πλάσμα που περιβάλλει τη Γη, παρόμοιο με αυτό στα υγρά αλλά με πιο περίπλοκες δυνάμεις. Τέτοιος στροβιλισμός δημιουργείται για παράδειγμα στις περιοχές μετάβασης μεταξύ στρωμάτων πλάσματος διαφορετικής πυκνότητας και θερμοκρασίας, αλλά οι μηχανισμοί σχηματισμού του δεν είναι ακόμη πλήρως σαφείς.
Η αναταραχή υπάρχει σε διαφορετικές κλίμακες, από μερικές χιλιάδες έως λίγα χιλιόμετρα. Με in situ; multi-point; μετρήσεις, οι τέσσερις δορυφόροι συμπλέγματος ανέφεραν το 2004 την ύπαρξη μεγάλης κλίμακας αναταράξεων - στροβιλισμού πλάτους έως 40.000 χιλιομέτρων, στο πλάι της «μαγνητοπαύσης». (ένα οριακό στρώμα που χωρίζει τη μαγνητόσφαιρα από τον ελεύθερο χώρο). Η νέα ανακάλυψη του? Micro? αναταραχή, με στροφές μόλις 100 χιλιομέτρων, είναι η πρώτη στη μελέτη του πλάσματος που περιβάλλει τη Γη.
Σύμπλεγμα: ένα πρωτοφανές διαγνωστικό εργαλείο
Μια τέτοια ανακάλυψη είναι πολύ σχετική. Για παράδειγμα, επιτρέπει στους επιστήμονες να αρχίσουν να συνδέουν μικρές και μεγάλης κλίμακας αναταράξεις και να αρχίσουν να αναρωτιούνται πώς σχηματίζεται πραγματικά και ποιες είναι οι συνδέσεις. Για παράδειγμα, ποιοι είναι οι βασικοί μηχανισμοί που οδηγούν και διαμορφώνουν την αναταραχή; Πόσο συμβάλλουν οι στροφές στη μεταφορά μάζας και ενέργειας μέσω οριακών στρωμάτων; Χρειάζονται μικρές στροφές για τη δημιουργία μεγάλων; Ή, από την άλλη πλευρά, οι μεγάλες στροφές διαλύουν την ενέργειά τους και δημιουργούν έναν καταρράκτη μικρότερων;
Στην προσπάθειά του να απαντήσει σε αυτές τις ερωτήσεις, το Cluster είναι ένα πρωτοφανές διαγνωστικό εργαλείο για τον πρώτο τρισδιάστατο χάρτη του περιβάλλοντος κοντά στη Γη, με την εξαιρετικότητά του να δίνεται από τις ταυτόχρονες παρατηρήσεις του με πολλά διαστημόπλοια. Το Cluster φέρνει επανάσταση στην κατανόηση των τρόπων και των μηχανισμών με τους οποίους η ηλιακή δραστηριότητα επηρεάζει τη Γη.
Εκτός αυτού, η μελέτη του Cluster για την αναταραχή στο πλάσμα της Γης, με τη δυναμική και τις ενέργειες που εμπλέκονται, συμβάλλει στην προώθηση θεμελιωδών θεωριών στο πλάσμα. Αυτό δεν είναι μόνο σημαντικό στην αστροφυσική, αλλά και όσον αφορά την κατανόηση και τον χειρισμό του πλάσματος στα εργαστήρια, δεδομένων των υψηλών ενεργειών που εμπλέκονται. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για την έρευνα για την πυρηνική σύντηξη.
Για παράδειγμα, τα δεδομένα του Cluster συμπληρώνουν την έρευνα σχετικά με τη φυσική του πλάσματος στο διεθνές έργο ITER, ένα πειραματικό βήμα που περιλαμβάνει πολλά ερευνητικά ινστιτούτα σε όλο τον κόσμο για τις αυριανές μονάδες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Από αυτή την άποψη, με τη διερεύνηση της μαγνητόσφαιρας, το Cluster έχει ελεύθερη πρόσβαση στο μοναδικό ανοιχτό φυσικό εργαστήριο; για τη μελέτη της φυσικής του πλάσματος.
Αρχική πηγή: Πύλη ESA
