Tuhanded miilid maapinnast kõrgemal, kosmose ilmareeglid. See on pealtnäha tühi ja üksildane koht - see on koht, kus müsteeriumit, mille nimi on „külm plasma”, on leitud arvukalt ja see võib mõjutada meie ühendust Päikesega. Kuigi see on jäänud praktiliselt varjatuks, on Rootsi teadlased loonud uue meetodi nende külmade laetud ioonide mõõtmiseks. Kui on tõendeid rohkem kui ühe korra kohta, võib nende uute leidude abil anda meile vihjeid teiste planeetide ja nende looduslike satelliitide ümber toimuva kohta.
"Mida rohkem otsite madala energiatarbega ioone, seda rohkem leiate," ütles Mats Andre, Rootsi Uppsala kosmosefüüsika instituudi kosmosefüüsika professor ja uurimisrühma juht, kelle leiud on heaks kiidetud avaldamine Ameerika Geofüüsika Liidu ajakirjas Geophysical Research Letters. „Me ei teadnud, kui palju seal väljas on. See on midagi enamat, kui ma isegi arvasin. ”
Kust see mõistatus pärineb? Madala energiaga ioonid saavad alguse meie atmosfääri ülemisest osast, mida nimetatakse ionosfääriks. Päikeseenergia võib siin molekulidest elektrone koorida, jättes aatomid nagu hapnik ja vesinik positiivse laenguga. Nende ioonide füüsiline leidmine on aga olnud problemaatiline. Kuigi teadlased teadsid, et nad eksisteerivad umbes 100 kilomeetri (60 miili) kõrgusel, seadsid Andre ja kolleeg Chris Cully oma leiukohad kõrgemale - vahemikku 20 000–100 000 km (12 400–60 000 miili). Servas varieerub külmade ioonide hulk 50–70%…, moodustades suurema osa kosmose massist.
Kuid see pole ainus koht, kus külma plasma on leitud. Uurimissatelliidi andmete ja arvutuste kohaselt sisaldavad teatud kõrgmäestikualad pidevalt madala energiaga ioone. Nii kaugele kui see võib tunduda, on meeskond neid tuvastanud ka 100 000 km kõrgusel! Andre sõnul on nendes piirkondades nii paljude suhteliselt lahedate ioonide avastamine üllatav, kuna Maa tuuleenergiale lööb Maa kõrgeid kõrgusi nii palju energiat - kuum plasma on umbes 1000 korda kuumem kui see, mida Andre peab külmaks. Kui külm? „Madala energiatarbega ioonide energia vastab Maal leiduvate tüüpiliste gaasitiheduste korral umbes 500 000 Celsiuse kraadile (umbes miljon kraadi Fahrenheiti). Kuid kuna ioonide tihedus ruumis on nii madal, saavad satelliidid ja kosmoseaparaadid orbiidil liikuda ilma leekidesse lõhkemata. ”
Nende vähese energiakuluga ioonide täpsustamine ja atmosfääri väljuva materjali mõõtmine on olnud keeruline ülesanne. Andre töötuba on satelliit ja üks neljast Euroopa Kosmoseagentuuri CLUSTER kosmoseaparaadist. Selles asub peenest traadist loodud detektor, mis mõõdab satelliitide pöörlemise ajal nende vahelist elektroonilist välja. Andmete kogumisel leidsid teadlased aga paar saladust - tugevad elektriväljad ootamatutes kosmosealades ja elektriväljad, mis ei kõikunud ühtlaselt.
"Teadlasele tundus see üsna kole," ütles Andre. “Proovisime aru saada, mis pillil viga oli. Siis saime aru, et pillil pole midagi viga. ” See, mis nad leidsid, avas nende silmad. Külm plasma muutis satelliidi ümbritsevate elektriväljade paigutust. See pani nad mõistma, et nad saavad külma plasma olemasolu kinnitamiseks kasutada oma välimõõtmisi. "See on tark viis kosmoselaevadel põhineva detektori piirangute muutmiseks varadeks," ütles NASA Magnetosfääri mitmekülgse skaala missiooni vanemprojekti teadur Thomas Moore Marylandis Greenbeltis asuvas Goddardi kosmoselennukeskuses. Uue uurimistööga ta ei tegelenud.
Nende uute meetodite abil saab teadus mõõta ja kaardistada Maa külma plasmaümbrist - ja saada lisateavet selle kohta, kuidas nii kuum kui ka külm plasma muutuvad ekstreemsetes kosmose ilmastikuoludes. See uurimistöö osutab ka muude keskkondade paremale mõistmisele kui meie oma. Praegu näevad uued mõõtmised Maa atmosfäärist igal sekundil umbes kilogrammi (kaks naela) külma plasma väljumist. Kui teadlaste kadude määra aluseks on kindel arv, võivad teadlased modelleerida sellest, millest sai Marsi atmosfäär - või selgitada atmosfäär teiste planeetide ja kuude ümber. See võib aidata ka täpsemat ilmateate ennustamist kosmoses - isegi kui see ei mõjuta otseselt keskkonda ennast. See on võtmeisik, isegi kui see ise kahju ei põhjusta. "Tormi ennustamiseks võiksite teada saada, kus asub madalrõhuala," märkis Andre.
Kosmose ilmateadete ajakohastamine sinna, kus see sarnaneb tavalise ilmateadetega, "polnud isegi kaugeltki võimalik, kui teil jääb suurem osa plasmast puudu", ütles Moore koos NASA-ga. Nüüd, kus on võimalik mõõta külma plasmat, on kvaliteetsete prognooside eesmärk üks samm lähemale. "See on asi, mida me ei näinud ega suutnud tuvastada, ja äkki saime seda mõõta," rääkis Moore vähese energiatarbega ioonidest. "Nüüd saate seda tegelikult uurida ja vaadata, kas see vastab teooriatele."
Algne looallikas: Ameerika Geofüüsika Liidu pressiteade. Edasiseks lugemiseks: madala energiatarbega ioonid: varem varjatud Päikesesüsteemi osakeste populatsioon.
