Przestrzeń jest ciepła - a przynajmniej cieplejsza niż powinna. W całym wszechświecie, w tym w naszym Układzie Słonecznym, astronomowie odkryli, że prawie puste miejsca między gwiazdami i galaktykami i inną materią zawierają więcej ciepła, niż istniejąca wiedza może w pełni wyjaśnić.
Więc co gotuje pustkę?
Nowe badanie przeprowadzone w kosmosie może dać odpowiedź: fale plazmy zmieniają się w elektrony.
Te prawie puste miejsca w naszym Układzie Słonecznym mają w sobie coś. Jest wiatr słoneczny, który składa się z cienkich strumieni naładowanych cząstek, takich jak elektrony, poruszających się z nadmierną prędkością od Słońca. Jest też luźna plazma, forma materii szeroko rozpowszechniona we wszechświecie, która często istnieje w chaotycznym, „burzliwym” stanie.
Naukowcy zaobserwowali te elektrony w wietrze słonecznym pochłaniające energię fal elektromagnetycznych przechodzących przez burzliwe plazmy magnetosheath Ziemi. Gdy energia została pochłonięta, zamieniła się w ciepło. Magnetosheath to region, w którym pola elektromagnetyczne Ziemi najbardziej bezpośrednio stykają się z wiatrem słonecznym.
Był to efekt, który naukowcy zaobserwowali wcześniej w mniej skomplikowanych sytuacjach na Ziemi, ale nigdy w chaotycznych turbulencjach na orbicie Ziemi.
Naukowcy odkryli efekt w danych z Magnetospheric Mission Multiscale. Projekt obejmuje cztery zrobotyzowane statki kosmiczne krążące wokół Ziemi i mierzące, w jaki sposób pole elektromagnetyczne naszej planety oddziałuje ze słońcem.
Na podstawie danych z tego ekstremalnego środowiska badacze byli w stanie ustalić, w jaki sposób energia fal elektromagnetycznych przechodzących przez plazmę zamienia się w ciepło w elektronach. Był to efekt niespotykany dotąd w tego rodzaju chaotycznym, naturalnym otoczeniu. Aby efekt zadziałał, elektrony i fale musiały poruszać się z podobną prędkością.
„Pole elektryczne związane z falami poruszającymi się w plazmie może przyspieszać elektrony poruszające się z odpowiednią prędkością wraz z falą, analogicznie do surfera łapiącego falę” - powiedział w oświadczeniu jeden z badaczy Greg Howes z University of Iowa . (Dodanie energii do elektronów powoduje ich rozgrzanie).
Naukowcy powiedzieli, że ich wyniki, opublikowane dzisiaj (14 lutego) w czasopiśmie Nature Communications, mogą pomóc wyjaśnić dziwnie wysoką temperaturę wszechświata. Ich metody wskazały drogę do bardziej szczegółowych badań ruchu energii przez plazmy w przestrzeni kosmicznej.
