Το διαστημικό σκάφος Cluster της ESA βρισκόταν στο σωστό μέρος τη σωστή στιγμή στις 15 Σεπτεμβρίου 2001. Ο πλούτος των δεδομένων θα βοηθήσει τους επιστήμονες να μοντελοποιήσουν καλύτερα τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της μαγνητόσφαιρας της Γης και του ηλιακού ανέμου, καθώς και τα μαγνητικά πεδία γύρω από άλλα αστέρια και εξωτικά αντικείμενα με ισχυρά μαγνητικά πεδία.
Ο αστερισμός διαστημικών σκαφών της ESA Cluster έχει χτυπήσει το μαγνητικό ταύρο. Τα τέσσερα διαστημόπλοια περιβάλλουν μια περιοχή εντός της οποίας το μαγνητικό πεδίο της Γης αναδιαμορφώθηκε αυθόρμητα.
Αυτή είναι η πρώτη φορά που έχει γίνει μια τέτοια παρατήρηση και δίνει στους αστρονόμους μια μοναδική εικόνα για τη φυσική διαδικασία που είναι υπεύθυνη για τις πιο ισχυρές εκρήξεις που μπορούν να συμβούν στο Ηλιακό Σύστημα: τη μαγνητική επανασύνδεση.
Όταν εξετάζουμε το στατικό μοτίβο των σιδερένιων νημάτων γύρω από έναν μαγνήτη ράβδου, είναι δύσκολο να φανταστεί κανείς πόσο μεταβλητά και βίαια μαγνητικά πεδία μπορούν να είναι σε άλλες καταστάσεις.
Στο διάστημα, διαφορετικές περιοχές μαγνητισμού συμπεριφέρονται κάπως σαν μεγάλες μαγνητικές φυσαλίδες, καθεμία από τις οποίες περιέχει ηλεκτρικό αέριο γνωστό ως πλάσμα. Όταν οι φυσαλίδες συναντιούνται και σπρώχνονται μαζί, τα μαγνητικά τους πεδία μπορούν να σπάσουν και να επανασυνδεθούν, σχηματίζοντας μια πιο σταθερή μαγνητική διαμόρφωση. Αυτή η επανασύνδεση μαγνητικών πεδίων δημιουργεί πίδακες σωματιδίων και θερμαίνει το πλάσμα.
Στην καρδιά ενός συμβάντος επανασύνδεσης, πρέπει να υπάρχει μια τρισδιάστατη ζώνη όπου τα μαγνητικά πεδία σπάνε και επανασυνδέονται. Οι επιστήμονες αποκαλούν αυτήν την περιοχή ως μηδενικό σημείο, αλλά, μέχρι τώρα, δεν ήταν ποτέ σε θέση να εντοπίσουν θετικά μία, καθώς απαιτεί τουλάχιστον τέσσερα ταυτόχρονα σημεία μετρήσεων.
Στις 15 Σεπτεμβρίου 2001, τα τέσσερα διαστημόπλοια Cluster περνούσαν πίσω από τη Γη. Πετούσαν σε τετραεδρικό σχηματισμό με διαχωρισμούς μεταξύ του διαστημικού σκάφους άνω των 1.000 χιλιομέτρων. Καθώς πετούσαν μέσα από το μαγνητικό ουρά της Γης, που απλώνεται πίσω από τη νυχτερινή πλευρά του πλανήτη μας, περικύκλωσαν ένα από τα ύποπτα μηδενικά σημεία.
Τα δεδομένα που επιστράφηκαν από το διαστημικό σκάφος έχουν αναλυθεί εκτενώς από μια διεθνή ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Δρ. C. Xiao από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, τον καθηγητή Pu από το Πανεπιστήμιο του Πεκίνου, τον καθηγητή Wang από το Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας του Dalian. Ο Σιάο και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν τα δεδομένα του συμπλέγματος για να συναγάγουν την τρισδιάστατη δομή και το μέγεθος του μηδενικού σημείου, αποκαλύπτοντας μια έκπληξη.
Το μηδενικό σημείο υπάρχει σε μια μη αναμενόμενη δομή δίνης περίπου 500 χιλιόμετρα. «Αυτό το χαρακτηριστικό μέγεθος δεν έχει αναφερθεί ποτέ πριν σε παρατηρήσεις, θεωρίες ή προσομοιώσεις», λένε οι Xiao, Pu και Wang.
Αυτό το αποτέλεσμα είναι ένα σημαντικό επίτευγμα για την αποστολή Cluster καθώς δίνει στους επιστήμονες την πρώτη τους ματιά στην καρδιά της διαδικασίας επανασύνδεσης.
Σε όλο το Σύμπαν, η μαγνητική επανασύνδεση θεωρείται μια θεμελιώδης διαδικασία που οδηγεί πολλά ισχυρά φαινόμενα, όπως οι πίδακες ακτινοβολίας που διαφεύγουν από μακρινές μαύρες τρύπες και οι ισχυρές ηλιακές εκλάμψεις στο δικό μας Ηλιακό σύστημα που μπορούν να απελευθερώσουν περισσότερη ενέργεια από ένα δισεκατομμύριο. ατομικές βόμβες.
Σε μικρότερη κλίμακα, η επανασύνδεση στο ημερήσιο όριο του μαγνητικού πεδίου της Γης επιτρέπει τη διέλευση του ηλιακού αερίου, ενεργοποιώντας έναν συγκεκριμένο τύπο αύρας που ονομάζεται «πρωτόνιο πρωτότυπο».
Η κατανόηση του τι προκαλεί τη μαγνητική επανασύνδεση θα βοηθήσει επίσης τους επιστήμονες που προσπαθούν να εκμεταλλευτούν την πυρηνική σύντηξη για παραγωγή ενέργειας. Στους αντιδραστήρες σύντηξης tokamak, οι αυθόρμητες μαγνητικές αναδιαμορφώσεις ληστεύουν τη διαδικασία της δυνατότητάς της ελέγχου. Με την κατανόηση του τρόπου επανασύνδεσης των μαγνητικών πεδίων, οι επιστήμονες της σύντηξης ελπίζουν να είναι σε θέση να σχεδιάσουν καλύτερους αντιδραστήρες που εμποδίζουν την πραγματοποίηση αυτού.
Έχοντας εντοπίσει ένα μηδενικό σημείο, η ομάδα ελπίζει τώρα να κερδίσει μελλοντικούς ταύρους για να συγκρίνει τα μηδενικά και να δει αν η πρώτη τους ανίχνευση είχε μια διαμόρφωση που είναι σπάνια ή κοινή.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
