Χιλιάδες μίλια πάνω από τη Γη, οι διαστημικοί καιρικοί κανόνες. Είναι ένα φαινομενικά άδειο και μοναχικό μέρος - εκεί όπου ένα μυστήριο που ονομάζεται «κρύο πλάσμα» έχει βρεθεί σε αφθονία και μπορεί να έχει επιπτώσεις με τη σύνδεσή μας με τον Ήλιο. Ενώ έχει παραμείνει σχεδόν κρυμμένο, Σουηδοί ερευνητές έχουν δημιουργήσει μια νέα μέθοδο για τη μέτρηση αυτών των ψυχρών, φορτισμένων ιόντων. Με ενδείξεις για περισσότερα από ό, τι κάποτε πιστεύαμε, αυτά τα νέα ευρήματα μπορεί να μας δώσουν ενδείξεις για το τι συμβαίνει γύρω από άλλους πλανήτες και τους φυσικούς δορυφόρους τους.
"Όσο περισσότερο ψάχνετε για ιόντα χαμηλής ενέργειας, τόσο περισσότερο θα βρείτε", δήλωσε ο Mats Andre, καθηγητής της διαστημικής φυσικής στο Σουηδικό Ινστιτούτο Διαστημικής Φυσικής στην Ουψάλα της Σουηδίας και επικεφαλής της ερευνητικής ομάδας των οποίων τα ευρήματα έχουν γίνει αποδεκτά δημοσίευση στο Geophysical Research Letters, ένα περιοδικό της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης. «Δεν ξέραμε πόσο ήταν εκεί έξω. Είναι κάτι περισσότερο από ό, τι νόμιζα. "
Από πού προέρχεται αυτό το αίνιγμα; Τα ιόντα χαμηλής ενέργειας ξεκινούν στο άνω μέρος της ατμόσφαιρας που ονομάζεται ιονόσφαιρα. Εδώ η ηλιακή ενέργεια μπορεί να απομακρύνει ηλεκτρόνια από μόρια, αφήνοντας άτομα όπως οξυγόνο και υδρογόνο με θετικό φορτίο. Ωστόσο, η φυσική εύρεση αυτών των ιόντων ήταν προβληματική. Ενώ οι ερευνητές γνώριζαν ότι υπήρχαν σε υψόμετρα περίπου 100 χιλιομέτρων (60 μίλια), ο Αντρέ και ο συνάδελφός του Chris Cully έθεσαν τις τοποθεσίες τους ψηλότερα - μεταξύ 20.000 και 100.000 χλμ. (12.400 έως 60.000 μίλια). Στην άκρη, η ποσότητα των ψυχρών ιόντων κυμαίνεται μεταξύ 50 και 70%… που αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του χώρου.
Ωστόσο, αυτό δεν είναι το μόνο μέρος που έχει βρεθεί κρύο πλάσμα. Σύμφωνα με τα δορυφορικά δεδομένα και τους υπολογισμούς της έρευνας, ορισμένες ζώνες μεγάλου υψομέτρου διατηρούν συνεχώς ιόντα χαμηλής ενέργειας. Στο βαθμό που ακούγεται, η ομάδα τους έχει εντοπίσει και σε υψόμετρα 100.000 χλμ.! Σύμφωνα με τον Andre, η ανακάλυψη τόσων σχετικά δροσερών ιόντων σε αυτές τις περιοχές είναι εκπληκτική, επειδή υπάρχει τόσο μεγάλη ενέργεια που χτυπά τα μεγάλα υψόμετρα της Γης από τον ηλιακό άνεμο - ένα ζεστό πλάσμα περίπου 1.000 φορές πιο ζεστό από αυτό που ο Andre θεωρεί κρύο. Πόσο κρύο; «Τα ιόντα χαμηλής ενέργειας έχουν ενέργεια που αντιστοιχεί σε περίπου 500.000 βαθμούς Κελσίου (περίπου ένα εκατομμύριο βαθμούς Φαρενάιτ) σε τυπικές πυκνότητες αερίου που βρίσκονται στη Γη. Αλλά επειδή η πυκνότητα των ιόντων στο διάστημα είναι τόσο χαμηλή, οι δορυφόροι και τα διαστημικά σκάφη μπορούν να περιστρέφονται χωρίς τροχιά. "
Ο εντοπισμός αυτών των ιόντων χαμηλής ενέργειας και η μέτρηση του υλικού που αφήνει την ατμόσφαιρά μας ήταν μια δυσνόητη εργασία. Το εργαστήριο του Andre είναι ένας δορυφόρος και ένα από τα τέσσερα διαστημόπλοια CLUSTER της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Στεγάζει έναν ανιχνευτή που δημιουργήθηκε από ένα λεπτό σύρμα που μετρά το ηλεκτρονικό πεδίο μεταξύ τους κατά τη διάρκεια της δορυφορικής περιστροφής. Ωστόσο, όταν συλλέχθηκαν τα δεδομένα, οι ερευνητές βρήκαν ένα ζευγάρι μυστηρίων - ισχυρά ηλεκτρικά πεδία σε απρόσμενες περιοχές του διαστήματος και ηλεκτρικά πεδία που δεν κυμάνθηκαν ομοιόμορφα.
«Σε έναν επιστήμονα, φαινόταν αρκετά άσχημο», είπε ο Αντρέ. «Προσπαθήσαμε να καταλάβουμε τι ήταν λάθος με το όργανο. Τότε συνειδητοποιήσαμε ότι δεν υπάρχει τίποτα λάθος με το όργανο. " Αυτό που βρήκαν άνοιξαν τα μάτια τους. Το κρύο πλάσμα άλλαζε τη διάταξη των ηλεκτρικών πεδίων που περιβάλλουν τον δορυφόρο. Αυτό τους έκανε να συνειδητοποιήσουν ότι θα μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν τις μετρήσεις πεδίου τους για να επικυρώσουν την παρουσία κρύου πλάσματος. «Είναι ένας έξυπνος τρόπος μετατροπής των περιορισμών ενός ανιχνευτή που βασίζεται σε διαστημόπλοια σε περιουσιακά στοιχεία», δήλωσε ο Thomas Moore, ανώτερος επιστήμονας του έργου για την αποστολή Magnetospheric Multiscale της NASA στο Κέντρο Διαστημικής Πτήσης Goddard στο Greenbelt, Maryland. Δεν συμμετείχε στη νέα έρευνα.
Μέσω αυτών των νέων τεχνικών, η επιστήμη μπορεί να μετρήσει και να χαρτογραφήσει το κρύο φάκελο του πλανήτη της Γης - και να μάθει περισσότερα για το πώς αλλάζουν τόσο το ζεστό όσο και το κρύο πλάσμα σε ακραίες διαστημικές καιρικές συνθήκες. Αυτή η έρευνα δείχνει μια καλύτερη κατανόηση ατμόσφαιρων εκτός από τη δική μας. Επί του παρόντος, οι νέες μετρήσεις δείχνουν ότι ένα χιλιόγραμμο (δύο κιλά) κρύου πλάσματος δραπετεύει από την ατμόσφαιρα της Γης κάθε δευτερόλεπτο. Έχοντας μια σταθερή μορφή ως βάση για τον ρυθμό απώλειας, οι επιστήμονες μπορεί να διαμορφώσουν το τι έγινε στην ατμόσφαιρα του Άρη - ή να εξηγήσουν ατμόσφαιρα γύρω από άλλους πλανήτες και φεγγάρια. Μπορεί επίσης να βοηθήσει στην ακριβέστερη διαστημική πρόγνωση καιρού - ακόμη και αν δεν επηρεάζει άμεσα το ίδιο το περιβάλλον. Είναι ένας βασικός παίκτης, ακόμα κι αν δεν προκαλεί την ίδια τη ζημιά. «Ίσως θέλετε να μάθετε πού βρίσκεται η περιοχή χαμηλής πίεσης, για να προβλέψετε μια καταιγίδα», σημείωσε ο Andre.
Ο εκσυγχρονισμός της διαστημικής πρόγνωσης καιρού στο σημείο που είναι παρόμοιος με τη συνηθισμένη πρόγνωση καιρού, "δεν ήταν καν εφικτός αν χάσατε το μεγαλύτερο μέρος του πλάσματος σας", δήλωσε ο Moore, με τη NASA. Τώρα, με έναν τρόπο μέτρησης του κρύου πλάσματος, ο στόχος των προβλέψεων υψηλής ποιότητας είναι ένα βήμα πιο κοντά. «Είναι πράγματα που δεν μπορούσαμε να δούμε και δεν μπορούσαμε να ανιχνεύσουμε, και ξαφνικά θα μπορούσαμε να το μετρήσουμε», είπε ο Moore για τα ιόντα χαμηλής ενέργειας. "Τώρα μπορείτε πραγματικά να το μελετήσετε και να δείτε αν συμφωνεί με τις θεωρίες."
Πρωτότυπη ιστορία Πηγή: Δελτίο ειδήσεων της αμερικανικής γεωφυσικής ένωσης. Για περαιτέρω ανάγνωση: Ιόντα χαμηλής ενέργειας: Ένας προηγουμένως κρυμμένος πληθυσμός σωματιδίων ηλιακού συστήματος.
