Kujutise krediit: NASA
Uued uuringud näitavad, et elektronid võivad päikesetuule ajendatud magnetlainetel surfata ja kiireneda nii kaugele, et nad võivad Maa ümber tiirlevatele kosmoselaevadele tõsist kahju tekitada. Protsess on Maa magnetvälja ja päikesetuule tiheduse kõikumiste vastastikmõju tulemus. Kuna päikesetuule tihedus muutub, põhjustab see magnetvälja lainete tagasivoolu Maakera. Neisse vibratsioonidesse võivad elektronid jääda ja Maale tagasi suruda nii kiiresti, et need võivad kahjustada kosmose õrna elektroonikat.
Kosmoseteadlaste meeskonna sõnul võivad kosmoselaevade orbiidil laineid tekitavad tapja elektronid "surfata" päikesetuule poolt ajendatud magnetlainetes.
Bostoni ülikooli ning Riikliku Ookeani- ja Atmosfääri Administratsiooni (NOAA) meeskond ühendas NASA ja NOAA kosmoselaevade vaatlused, et tuvastada nähtus, mis selgitab, kuidas päikesetuul Maa magnetväljas (magnetosfääris) laineid teeb. Van Alleni kiirgusvööndites Maa ümber tiirlevad tavalised elektronid võivad laineplatsile liikudes kiirendada valguse kiiruse lähedale ja energiaga 300–500 korda suurem kui teleriekraani elektronidel.
Päikesetuul on pidevalt Päikesest puhutud elektrilaenguga osakeste voog. Magnetosfäär on õõnsus, mis moodustub siis, kui päikesetuul puutub kokku Maa magnetväljaga. Kui päikese tuule tihedus on kõrge ja puutub kokku magnetosfääriga, siis magnetosfäär tihendatakse. Kui tuule tihedus on madal, laieneb magnetosfäär. Teadlased avastasid, et päikesetuul sisaldab kõrge ja madala tihedusega perioodilisi struktuure, juhtides magnetosfääri perioodilist “hingamist” ja magnetlainete genereerimist kogu maailmas.
On teada, et kui nende lainete sagedus vastab Van Alleni vööndis liikuvate elektronide sagedusele, saab elektronid kiireneda, suurendades nende energiat märkimisväärselt. Protsess sarnaneb laineid püüdva rongisõidulaevaga. Mõned elektronid “sõidavad lainele” ja võidavad nii palju energiat, et võivad seejärel kallist kosmoselaeva kahjustada.
"Kui suudame seda kinnitada kui olulist mehhanismi" tapja "elektronide kiirendamiseks, siis teadlased, kes kasutavad satelliitidelt nagu Tuul saadud andmeid, võiksid kosmoseaparaatide operaatoritele ette hoiatada, et nende kosmoselaevad võivad ohustada liigset ja kahjulikku kiirgust. "Ütles NASA kosmoselaeva Polar projekti teadlane NASA Goddardi kosmoselennukeskuses, Greenbelt, Md.
Kui elektronid muutuvad selliseks energiliseks, võivad nad tungida kosmoselaevade sisemusse. Olles elektrooniliste osade sees, kogunevad nad staatilist elektrit, mis võib kriitilise osa lühistada või seada kosmoseaparaadi halvasse töörežiimi.
"Selle uuringu uus ja põnev on see, et inimesed olid nende lainete genereerimiseks alati otsinud magnetosfääri sisemisi mehhanisme," ütles dr Larry Kepko, Bostoni ülikooli teadur ja selle uurimistöö kahe uurimistöö juht, üks neist avaldati ajakirjas ajakirja Geofüüsikalised teadusuuringud juunis 2003 ja teise ajakirja Geofüüsikaliste uuringute kirjad 2002. aastal. "Kuid siin oleme leidnud välise mehhanismi - päikesetuule enda."
NASA polaar- ja tuulesatelliidid koos NOAA geostatsionaarse operatiivse keskkonna satelliidiga (GOES) edastasid peamised vaatlused, mis viisid meeskonna selle järelduseni. Polar kinnitas, et lained pole lokaalsed, vaid globaalsed. Satelliit Tuul oli peamine allikas magnetosfääri juhtivate päikesetuule tihedusstruktuuride tuvastamiseks. GOES esitas andmeid Maa magnetosfääri kohta, kuna selle suurus suurenes ja vähenes.
"Me teadsime juba, et päikesetuulel on tihedusstruktuurid ja et magnetlained võivad elektronid kiirendada," ütles dr Harlan Spence, Bostoni ülikooli astronoomia dotsent ja selle uurimistöö kahe dokumendi kaasautor. „Mida me ei teadnud, oli see, et päikesetuule struktuurid võivad olla perioodilised ja juhtida magnetilisi laineid. Need uued tähelepanekud võivad nende kahe vahel puuduva lüli luua. ”
Nende äsja avastatud päikesetuulekonstruktsioonide lõplik allikas on endiselt mõistatus, kuid meeskond spekuleerib, et Päikesel võib olla otsene roll. "Päikese tuule tiheduse muutusi kontrollib osaliselt magnetilise taasühenduse muster, magnetvälja joonte keerdumine ja haaramine Päikese pinnale," ütleb dr Kepko. „Süstemaatiliselt, perioodiliselt toimuv taasühendumine võib tekitada päikesetuules täheldatud perioodilise tihedusega struktuure. On olemas mõningaid tõendeid selle esinemise kohta, kuid kindla seose loomiseks on vaja täiendavaid uuringuid. ”
Van Alleni kiirgusvööd avastasid 1958. aastal dr James Van Allen ja tema meeskond Iowa ülikoolis koos Explorers 1 ja 3 abil - esimesed satelliidid, mille USA edukalt käivitas. Need on maakera magnetvälja poolt kinni hoitud elektriliselt laetud osakeste vööd. Kuna osakesed on elektrilaenguga (enamasti prootonid ja elektronid), tunnevad nad magnetjõude ja on spiraalselt ümbritsetud Maa magnetvälja moodustavate magnetjõu nähtamatute joontega. Van Alleni süsteemis on tegelikult kaks sõõrikujulist vööd, üks teisega maa sees, sisemise vöö „aukus“. Sisevöö, mis koosneb kiiretest prootonitest, asub kõrgusel 430–700 miili (umbes 700–12 000 km) Maa kohal. Väline vöö on valmistatud kiiretest elektronidest ja paistab Maa kohal 1500–25 000 miili (umbes 25 000–40 000 km) kõrgusel. Kosmoseaparaatide operaatorid püüavad nendes piirkondades orbiite vältida, kuid mõnikord on need kõrgused konkreetse missiooni jaoks kõige paremad või peavad kosmoseaparaadid oma orbiidi ajal läbima vööd või täielikult Maast põgenema.
NASA satelliitide polaar- ja tuuleenergia, mida nimetatakse ka ülemaailmseks kosmoseteaduse programmiks, on pühendatud teadlaste mõistmisele, kuidas Päikesest tulenevad osakesed ja energia voolab läbi Maa kosmosekeskkonna ja mõjutavad seda.
NOAA on pühendunud andmete kogumisele ookeanide, atmosfääri, kosmose ja Päikese kohta. Selle satelliidisüsteem GOES on USA ilmade jälgimise ja prognoosimise põhielement. NOAA-st pärit dr Howard Singer on selle uurimistöö 2002. aasta dokumendi kolmas kaasautor.
Algne allikas: NASA pressiteade
