Космические аппараты ESA Cluster были в нужном месте в нужное время 15 сентября 2001 года. Обилие данных поможет ученым лучше моделировать взаимодействия между магнитосферой Земли и солнечным ветром, а также магнитные поля вокруг других звезд и экзотических объектов. мощные магнитные поля.
Космическая группировка ESA Cluster попала в магнитный яблочко. Четыре космических корабля окружили область, в которой магнитное поле Земли спонтанно перестраивалось.
Впервые такое наблюдение было сделано и дает астрономам уникальное понимание физического процесса, ответственного за самые мощные взрывы, которые могут произойти в Солнечной системе: магнитное переподключение.
Глядя на статическую структуру железных опилок вокруг стержневого магнита, трудно представить, насколько изменчивыми и сильными могут быть магнитные поля в других ситуациях.
В космосе различные области магнетизма ведут себя подобно большим магнитным пузырькам, каждый из которых содержит электрифицированный газ, известный как плазма. Когда пузырьки встречаются и сдвигаются вместе, их магнитные поля могут разрушаться и повторно соединяться, образуя более стабильную магнитную конфигурацию. Это переподключение магнитных полей генерирует струи частиц и нагревает плазму.
В самом сердце события переподключения должна быть трехмерная зона, где магнитные поля разрушаются и воссоединяются. Ученые называют эту область нулевой точкой, но до сих пор никогда не удавалось однозначно идентифицировать ее, так как для этого требуются как минимум четыре точки измерения одновременно.
15 сентября 2001 года четыре космических корабля "Кластер" проходили позади Земли. Они летели в четырехгранной формации с разносом между космическими кораблями более 1000 километров. Пролетая сквозь земной магнитохвост, который простирается за ночной стороной нашей планеты, они окружили одну из предполагаемых нулевых точек.
Данные, полученные с космического корабля, были тщательно проанализированы международной группой ученых во главе с доктором С. Сяо из Китайской академии наук, профессором Пу из Пекинского университета, профессором Ван из Даляньского технического университета. Сяо и его коллеги использовали данные кластера, чтобы определить трехмерную структуру и размер нулевой точки, открывая сюрприз.
Нулевая точка существует в неожиданной вихревой структуре шириной около 500 километров. «Этот характерный размер никогда не сообщался ранее в наблюдениях, теории или моделировании», - говорят Сяо, Пу и Ван.
Этот результат является крупным достижением для миссии Кластера, поскольку он дает ученым первый взгляд на самую суть процесса воссоединения.
Во всей Вселенной магнитное воссоединение, как полагают, является фундаментальным процессом, который управляет многими мощными явлениями, такими как струи излучения, видимые из отдаленных черных дыр, и мощные солнечные вспышки в нашей собственной Солнечной системе, которые могут выделять больше энергии, чем миллиард атомные бомбы.
В меньшем масштабе переподключение на дневной границе магнитного поля Земли пропускает солнечный газ, вызывая особый тип полярных сияний, называемых «протонные полярные сияния».
Понимание того, что вызывает магнитное переподключение, также поможет ученым, пытающимся использовать ядерный синтез для производства энергии. В термоядерных реакторах токамака самопроизвольные магнитные реконфигурации отнимают процесс его управляемости. Понимая, как магнитные поля воссоединяются, ученые, работающие в области термоядерного синтеза, надеются разработать более эффективные реакторы, предотвращающие это.
Определив одну нулевую точку, команда теперь надеется оценить будущие глаза, чтобы сравнить нулевые значения и посмотреть, обладает ли их первое обнаружение конфигурацией, которая является редкой или распространенной.
Источник: ESA News Release
