Niin houkuttelevaa kuin voi ajatella tilaa tyhjänä, mikään ei voisi olla kauempana totuudesta. Itse asiassa näkymättömien voimien välinen vuorovaikutus luo kaikenlaisia sääolosuhteita ilmakehän ulkopuolella olevaan avaruuteen koko ajan, auringon tuottamasta säteilystä magneettisiin myrskyihin. NASAn tutkijat ovat nyt nähneet ensimmäistä kertaa perusvoimia, jotka laukaisevat yhden salaperäisimmistä (ja tuhoisimmista) avaruusilmiöiden muodoista, joita he ovat törmänneet.
Asiaan liittyvä sisältö
- NASA vakooja Supernovan ensimmäinen Shockwave
Tutkijat uskovat, että suurimmaksi osaksi maapallon magneettikenttä suojaa meitä säteilyltä ja aurinkotuuleilta, jotka muuten saisivat suojaamattoman ilmakehän pois. Koska se liikkuu vastakkaiseen suuntaan kuin Auringon magneettikenttä, ne yleensä hylkivät toisiaan. Kuitenkin joskus jonkin aikaa kahden magneettipallon fraktiot kohdistuvat uudelleen ja yhdistyvät hetkeksi. Vaikka nämä yhteydet ovat lyhytaikaisia, ne luovat voimakkaita energiapurskauksia, Maddie Stone raportoi Gizmodolle .
"Kun kaksi magneettikenttää yhdistyvät, se antaa aurinkoenergian virtaa suoraan magnetosfääriin", Varsinais-tutkimusinstituutin avaruustieteen ja tekniikan varatoimitusjohtaja Jim Burch kertoo Loren Grushille The Vergelle. "Se asettaa koko kentän liikkeelle."
Kun nämä yhteydet esiintyvät, aurinkoisesta voimakkaasti energioituneiden hiukkasten purskeet virtaavat suoraan tähdestämme Maan magneettikentään. Tulos voi vaihdella alemmista sähköverkoista ja käytöstä poistettuista satelliiteista auroran ja geomagneettisten myrskyjen laukaisemiseen maan ilmakehässä. Mutta vaikka tutkijat ovat olleet todistamassa magneettisen uudelleenyhteyden vaikutuksia vuosikymmenien ajan, ilmiötä on äärimmäisen vaikea tutkia laboratoriossa, koska se tapahtuu erittäin nopeasti ja pienimuotoisessa mittakaavassa, Daniel Clery raportoi Science- lehdelle. Samaan aikaan aikaisemmat yritykset saada nähdään näistä tapahtumista satelliiteilla ei ole toiminut, koska laitteet eivät olleet riittävän nopeita.
"Edellisten satelliittien mittauksista tiedämme, että magneettikentät toimivat kuin rintakuva, lähettäen protoneja kiihtyvän ulos", Burch sanoi lausunnossaan. "Vuosikymmeniä vanha mysteeri on mitä elektronit tekevät ja miten kaksi magneettikenttää yhdistyvät toisiinsa. Elektronien satelliittimittaukset ovat olleet liian hitaita kertoimella 100 magneettisen uudelleenkytkentäalueen näytteenottoon."
Yrittääkseen todistaa magneettisen uudelleenyhteyden toiminnassa, Burch ja hänen kollegansa työskentelivät NASA: n kanssa kehittääkseen neljä avaruusalusta, jotka lähetettiin kiertoradalle Maan ympäri. Avaruusalukset, joita kutsutaan magneettisfääriseksi multiscale (MMS) -operaatioksi, sisältävät herkkiä instrumentteja, jotka pystyvät mittaamaan ionien elektronien liikettä sekä ilmiön aiheuttamia vääristymiä maan magneettikentässä, Cleary raportoi. Heidän ei tarvinnut odottaa kauan: satelliitit laukaistiin kiertoradalle maaliskuussa 2015 ja rekisteröivät magneettisen yhteyden seuraavana lokakuussa.
Mittaamalla ilmiötä 30 millisekunnin välein, tutkijat pystyivät oppimaan paljon siitä, kuinka energia siirtyy uudelleenkytkennän aikana. He tajusivat myös, että magneettisen uudelleenkytkennän aikana syntyvä energia on seurausta elektronien ylikuormituksesta energiansiirron aikana, Stone raportoi.
"Tämä on arvokas käsitys", Amitava Bhattacharjee, Princetonin yliopiston astrofysiikka, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, kertoo Grushille. "Se testaa menneisyyden teoriaa ja tuo varmasti ilmi, että tietyt piirteet tosiasiassa ennustettiin teoriassa."
Tämän uuden tiedon avulla tutkijat toivovat, että magneettinen uudelleenkytkentä heijastaa uutta valoa avaruussäälle, voimakkaalla magneettikentällä varustetuille tähtiille ja jopa maapallon ympärillä olevien ydinreaktorien magneettisiin ympäristöihin, Stone kirjoittaa. Eräänä päivänä tutkijat saattavat jopa pystyä ennustamaan, milloin magneettinen uudelleenkytkentä tapahtuu.
"Jos ymmärrät avaruussäätä ohjaavan fysiikan, " Burch kertoo Grushille. "Odotan, että pystyt paremmin tekemään myrskyjen ennustamisen."
