Πιστωτική εικόνα: NASA
Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι προσωρινές ρωγμές μπορούν να σχηματιστούν στο μαγνητικό πεδίο της Γης που μπορεί να επιτρέψει σε κάποια από την ενέργεια του ηλιακού ανέμου να περάσει και να διακόψει τα ηλεκτρονικά και τις επικοινωνίες. Αυτές οι παρατηρήσεις έγιναν χρησιμοποιώντας τον δορυφόρο Imager for Magnetopause της NASA to Aurora Global Exploration (IMAGE), ο οποίος παρακολούθησε μια μεγάλη αύρα για αρκετές ώρες. Οι δορυφόροι Cluster του ESA πέταξαν πάνω από την ίδια τοποθεσία και διαπίστωσαν ένα ρεύμα ιόντων να γλιστρά μέσα από μια ρωγμή, η οποία κανονικά θα έπρεπε να εκτρέπεται από τη μαγνητόσφαιρα της Γης.
Οι τεράστιες ρωγμές στο μαγνητικό πεδίο της Γης παραμένουν ανοιχτές για ώρες, επιτρέποντας στον ηλιακό άνεμο να ξεφύγει και να τροφοδοτήσει τον θυελλώδη διαστημικό καιρό, σύμφωνα με νέες παρατηρήσεις από τους δορυφόρους IMAGE και Cluster.
Οι ρωγμές εντοπίστηκαν πριν, αλλά οι ερευνητές γνωρίζουν τώρα ότι μπορούν να παραμείνουν ανοιχτές για μεγάλα χρονικά διαστήματα, αντί να ανοίγουν και να κλείνουν για πολύ σύντομα διαστήματα. Αυτή η νέα ανακάλυψη σχετικά με τον τρόπο διάρρηξης της μαγνητικής ασπίδας της Γης αναμένεται να βοηθήσει τους φυσικούς του διαστήματος να δώσουν καλύτερες εκτιμήσεις για τις επιπτώσεις του σοβαρού διαστημικού καιρού.
«Ανακαλύψαμε ότι η μαγνητική ασπίδα μας είναι άμορφη, σαν ένα σπίτι με ένα παράθυρο κολλημένο ανοιχτό κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας», δήλωσε ο Δρ Harald Frey του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια στο Μπέρκλεϋ, επικεφαλής συγγραφέας μιας μελέτης αυτής της έρευνας που δημοσιεύθηκε στις 4 Δεκεμβρίου στο Nature. . «Το σπίτι εκτρέπει το μεγαλύτερο μέρος της καταιγίδας, αλλά ο καναπές είναι κατεστραμμένος. Ομοίως, η μαγνητική ασπίδα μας παίρνει το βάρος των διαστημικών καταιγίδων, αλλά κάποια ενέργεια συνεχώς περνάει από τις ρωγμές της, μερικές φορές αρκετά για να προκαλέσει προβλήματα με δορυφόρους, ραδιοεπικοινωνίες και συστήματα ισχύος. "
«Η νέα γνώση ότι οι ρωγμές είναι ανοιχτές για μεγάλα χρονικά διαστήματα, αντί να ανοίγουν και να κλείνουν σποραδικά, μπορούν να ενσωματωθούν στα μοντέλα υπολογιστών πρόβλεψης του διαστημικού καιρού για να προβλέψουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια πώς επηρεάζεται ο διαστημικός καιρός μας από βίαια γεγονότα στον Ήλιο», δήλωσε ο Δρ. Ο Tai Phan, επίσης του UC Berkeley, συν-συγγραφέας της εφημερίδας Nature.
Ο ηλιακός άνεμος είναι ένα ρεύμα ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια και ιόντα) που διοχετεύονται συνεχώς από τον Ήλιο (Εικόνα 1). Ο ηλιακός άνεμος μεταφέρει ενέργεια από τον Ήλιο στη Γη μέσω των μαγνητικών πεδίων που μεταφέρει και της υψηλής ταχύτητάς του (εκατοντάδες μίλια / χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο). Μπορεί να πάρει σκουριασμένο κατά τη διάρκεια βίαιων ηλιακών γεγονότων, όπως το Coronal Mass Ejections (CMEs), το οποίο μπορεί να πυροβολήσει ένα δισεκατομμύριο τόνους ηλεκτρικού αερίου στο διάστημα με εκατομμύρια μίλια την ώρα.
Η Γη έχει ένα μαγνητικό πεδίο που εκτείνεται στο διάστημα για δεκάδες χιλιάδες μίλια, που περιβάλλει τον πλανήτη και σχηματίζει ένα προστατευτικό φράγμα στα σωματίδια και τα μαγνητικά πεδία που ο Ήλιος εκτοξεύει κατά τη διάρκεια των CME. Ωστόσο, οι διαστημικές καταιγίδες, οι οποίες μπορούν να ρίξουν 1.000 δισεκατομμύρια βατ - περισσότερο από τη συνολική ικανότητα παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας της Αμερικής - στο μαγνητικό πεδίο της Γης, έδειξαν ότι η ασπίδα δεν ήταν αδιαπέραστη.
Το 1961, ο Δρ Jim Dungey του Imperial College του Ηνωμένου Βασιλείου, προέβλεψε ότι ρωγμές θα μπορούσαν να σχηματιστούν στη μαγνητική ασπίδα όταν ο ηλιακός άνεμος περιείχε ένα μαγνητικό πεδίο που ήταν προσανατολισμένο προς την αντίθετη κατεύθυνση προς ένα τμήμα του γήινου πεδίου. Σε αυτές τις περιοχές, τα δύο μαγνητικά πεδία διασυνδέονται μέσω μιας διαδικασίας γνωστής ως «μαγνητική επανασύνδεση», σχηματίζοντας μια ρωγμή στην ασπίδα μέσω της οποίας μπορούν να ρέουν τα ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια του ηλιακού ανέμου. (Η εικόνα 2 απεικονίζει το σχηματισμό ρωγμών και το Animation 1 δείχνει πώς τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου ρέουν μέσω της ρωγμής ακολουθώντας γραμμές αόρατου μαγνητικού πεδίου.) Το 1979, ο Δρ Goetz Paschmann, του Ινστιτούτου Max Planck για την Εξωγήινη Φυσική, Γερμανία, ανίχνευσε τις ρωγμές χρησιμοποιώντας το διαστημικό σκάφος International Sun Earth Explorer (ISEE). Ωστόσο, δεδομένου ότι αυτό το διαστημικό σκάφος πέρασε για λίγο από τις ρωγμές κατά τη διάρκεια της τροχιάς του, ήταν άγνωστο εάν οι ρωγμές ήταν προσωρινά χαρακτηριστικά ή αν ήταν σταθερές για μεγάλα χρονικά διαστήματα.
Στις νέες παρατηρήσεις, ο δορυφόρος Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) αποκάλυψε μια περιοχή σχεδόν του μεγέθους της Καλιφόρνιας στην άνω αρκτική ατμόσφαιρα (ιονόσφαιρα) όπου μια αύρα "πρωτονίων" 75 μεγαβάτ εξαπλώθηκε για ώρες (Εικόνα 4). Αυτή η αύρα, αρκετά ενεργητική για να τροφοδοτήσει 75.000 σπίτια, ήταν διαφορετική από την ορατή αύρα γνωστή ως τα βόρεια και νότια φώτα. Δημιουργήθηκε από βαριά σωματίδια (ιόντα) που χτυπούν την ανώτερη ατμόσφαιρα και αναγκάζουν να εκπέμψει υπεριώδες φως, το οποίο είναι αόρατο στο ανθρώπινο μάτι, αλλά ανιχνεύεται από το Far Ultraviolet Imager στο IMAGE. (Η εικόνα 6 και το κινούμενο σχέδιο 4 δείχνουν τις παρατηρήσεις του IMAGE για την αύρα πρωτονίων).
Ενώ η αύρα καταγράφηκε από το IMAGE, ο αστερισμός 4-δορυφορικών συμπλεγμάτων πέταξε πολύ πάνω από το IMAGE, απευθείας μέσω της ρωγμής, και εντόπισε ηλιακά ιόντα ανέμου που ρέουν (Εικόνα 5). Κανονικά, αυτά τα ηλιακά ιόντα ανέμου θα εκτρέπονται από την ασπίδα της Γης (Εικόνα 3), οπότε η παρατήρηση του Cluster έδειξε ότι υπήρχε ρωγμή. Αυτό το ρεύμα ηλιακών αιολικών ιόντων βομβάρδισε την ατμόσφαιρά μας στην ίδια ακριβώς περιοχή όπου το IMAGE είδε την πρωτονία. Το γεγονός ότι το IMAGE μπόρεσε να δει την αύρα του πρωτονίου για περισσότερο από 9 ώρες, έως ότου το IMAGE προχώρησε στην τροχιά του όπου δεν μπορούσε να παρατηρήσει την αύρα, συνεπάγεται ότι η ρωγμή παρέμεινε συνεχώς ανοιχτή. (Το Animation 2 δείχνει πώς συνεργάστηκε το διαστημικό σκάφος για να αποκαλύψει τη ρωγμή.) Εκτιμώντας από τα δεδομένα IMAGE και Cluster, η ρωγμή είχε το διπλάσιο μέγεθος της Γης στο όριο της μαγνητικής ασπίδας μας, περίπου 38.000 μίλια (60.000 χλμ.) Πάνω από τον πλανήτη. επιφάνεια. Δεδομένου ότι το μαγνητικό πεδίο συγκλίνει καθώς εισέρχεται στη Γη στις πολικές περιοχές, η ρωγμή περιορίστηκε σε περίπου το μέγεθος της Καλιφόρνιας κάτω από την άνω ατμόσφαιρα.
Το IMAGE είναι ένας δορυφόρος της NASA που ξεκίνησε στις 25 Μαρτίου 2000 για να παρέχει μια παγκόσμια προβολή του διαστήματος γύρω από τη Γη που επηρεάζεται από το μαγνητικό πεδίο της Γης. Οι δορυφόροι Cluster, που χτίστηκαν από την Ευρωπαϊκή Υπηρεσία Διαστήματος και ξεκίνησαν στις 16 Ιουλίου 2000, δημιουργούν έναν τρισδιάστατο χάρτη του μαγνητικού πεδίου της Γης.
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
