Statek kosmiczny gromady ESA znajdował się we właściwym miejscu we właściwym czasie 15 września 2001 r. Bogactwo danych pomoże naukowcom lepiej modelować interakcje między ziemską magnetosferą i wiatrem słonecznym, a także polami magnetycznymi wokół innych gwiazd i egzotycznych obiektów za pomocą silne pola magnetyczne.
Gromada konstelacji statku kosmicznego ESA uderzyła w magnetyczny celownik. Cztery statki kosmiczne otoczyły region, w którym pole magnetyczne Ziemi samorzutnie rekonfiguruje się.
Jest to pierwsza taka obserwacja, która daje astronomom unikalny wgląd w proces fizyczny odpowiedzialny za najpotężniejsze wybuchy, jakie mogą wystąpić w Układzie Słonecznym: ponowne połączenie magnetyczne.
Patrząc na statyczny wzór opiłków żelaza wokół magnesu prętowego, trudno sobie wyobrazić, jak zmienne i gwałtowne pola magnetyczne mogą być w innych sytuacjach.
W przestrzeni kosmicznej różne obszary magnetyzmu zachowują się trochę jak duże bąbelki magnetyczne, z których każdy zawiera zelektryfikowany gaz zwany plazmą. Kiedy bąbelki spotykają się i są spychane razem, ich pola magnetyczne mogą pękać i łączyć się ponownie, tworząc bardziej stabilną konfigurację magnetyczną. To ponowne połączenie pól magnetycznych generuje strumienie cząstek i ogrzewa plazmę.
W samym sercu zdarzenia ponownego połączenia musi istnieć trójwymiarowa strefa, w której pola magnetyczne pękają i ponownie się łączą. Naukowcy nazywają ten region punktem zerowym, ale do tej pory nigdy nie byli w stanie go jednoznacznie zidentyfikować, ponieważ wymaga on co najmniej czterech jednoczesnych punktów pomiaru.
15 września 2001 r. Cztery statki kosmiczne Gromady przelatywały za Ziemią. Leciały w czworościennej formacji z odstępami między statkiem kosmicznym o długości ponad 1000 kilometrów. Kiedy przelecieli przez ziemny magnetotail, który rozciąga się za nocną stroną naszej planety, otoczyli jeden z podejrzanych punktów zerowych.
Dane zwrócone przez statek kosmiczny zostały dokładnie przeanalizowane przez międzynarodowy zespół naukowców kierowany przez dr C. Xiao z Chińskiej Akademii Nauk, prof. Pu z Uniwersytetu Pekińskiego, prof. Wanga z Dalian University of Technogy. Xiao i jego koledzy wykorzystali dane z Klastra, aby wydedukować trójwymiarową strukturę i rozmiar punktu zerowego, ujawniając niespodziankę.
Punkt zerowy istnieje w nieoczekiwanej strukturze wirowej o średnicy około 500 kilometrów. „Ten charakterystyczny rozmiar nigdy wcześniej nie był zgłaszany w obserwacjach, teorii ani symulacjach”, mówią Xiao, Pu i Wang.
Ten wynik jest dużym osiągnięciem misji Klastra, ponieważ pozwala naukowcom po raz pierwszy spojrzeć na sedno procesu ponownego połączenia.
W całym wszechświecie uważa się, że ponowne połączenie magnetyczne jest fundamentalnym procesem, który napędza wiele potężnych zjawisk, takich jak strumienie promieniowania widziane z odległych czarnych dziur oraz potężne rozbłyski słoneczne w naszym Układzie Słonecznym, które mogą uwolnić więcej energii niż miliard bomby atomowe.
Na mniejszą skalę ponowne połączenie na granicy dziennej pola magnetycznego Ziemi przepuszcza gaz słoneczny, wyzwalając określony typ zorzy polarnej zwanej „zorzą protonową”.
Zrozumienie, co iskrzy, ponowne połączenie magnetyczne pomoże również naukowcom próbować wykorzystać syntezę jądrową do produkcji energii. W tokamakowych reaktorach termojądrowych spontaniczne rekonfiguracje magnetyczne okradają proces jego kontroli. Dzięki zrozumieniu, w jaki sposób pola magnetyczne łączą się ponownie, naukowcy zajmujący się syntezą jądrową mają nadzieję na zaprojektowanie lepszych reaktorów, które zapobiegną temu.
Po zidentyfikowaniu jednego punktu zerowego zespół ma teraz nadzieję, że zdobędzie punkty w dziesiątce, aby porównać wartości zerowe i sprawdzić, czy ich pierwsze wykrycie miało konfigurację rzadką czy powszechną.
Oryginalne źródło: ESA News Release
