15 вересня 2001 р. Космічний апарат кластера ESA опинився в потрібному місці. Багаття даних допоможе вченим краще моделювати взаємодію між магнітосферою Землі та сонячним вітром, а також магнітними полями навколо інших зірок та екзотичних об'єктів потужні магнітні поля.
Скупчення космічних кораблів ESA потрапило в око магнітного бика. Чотири космічні апарати оточили область, в межах якої магнітне поле Землі спонтанно перенастроювалося.
Це вперше таке спостереження зроблене і дає астрономам унікальне розуміння фізичного процесу, що відповідає за найпотужніші вибухи, які можуть статися в Сонячній системі: магнітне відновлення.
Дивлячись на статичну картину залізних начинок навколо барного магніту, важко уявити, наскільки змінні та жорстокі магнітні поля можуть бути в інших ситуаціях.
У космосі різні області магнетизму поводяться дещо як великі магнітні бульбашки, кожен з яких містить електрифікований газ, відомий як плазма. Коли бульбашки зустрічаються і штовхаються разом, їх магнітні поля можуть розірватися і знову з'єднатися, утворюючи більш стійку магнітну конфігурацію. Це відновлення магнітних полів генерує струмені частинок і нагріває плазму.
В самому серці події повторного з'єднання повинна бути тривимірна зона, де магнітні поля розриваються і знову з’єднуються. Вчені називають цю область нульовою точкою, але до цих пір ніколи не змогли позитивно визначити її, оскільки вона потребує щонайменше чотирьох одночасних точок вимірювань.
15 вересня 2001 року чотири космічні кораблі «Кластер» проходили позаду Землі. Вони літали у чотиригранному плані з проміжками між космічним кораблем понад 1000 кілометрів. Коли вони пролітали через магнітний хвостик Землі, який тягнеться за нічним боком нашої планети, вони оточили одну з підозрюваних нульових точок.
Дані, повернені космічним кораблем, були детально проаналізовані міжнародною командою вчених під керівництвом доктора К. Сяо з Китайської академії наук, професора Пу з Пекінського університету, професора Ванга з Даліанського університету технологій. Сяо та його колеги використовували дані кластера, щоб вивести тривимірну структуру та розмір нульової точки, виявивши сюрприз.
Нульова точка існує у несподіваній вихровій структурі близько 500 кілометрів поперек. "Цей характерний розмір ніколи раніше не повідомлявся в спостереженнях, теорії чи моделюванні", - кажуть Сяо, Пу та Ванг.
Цей результат є головним досягненням для місії Кластеру, оскільки він дає вченим перший погляд на саму суть процесу відновлення.
В усьому Всесвіті вважається, що магнітне відновлення є фундаментальним процесом, який спричиняє багато потужних явищ, таких як струмені випромінювання, що спостерігаються, як тікають із далеких чорних дір, та потужні спалахи сонячної енергії у нашій Сонячній системі, які можуть вивільнити більше енергії, ніж мільярд атомні бомби.
У меншому масштабі повторне з'єднання на денній межі магнітного поля Землі дозволяє пропускати сонячний газ, викликаючи специфічний тип полярної сітки, який називається "протонна полярна система".
Розуміння того, що іскрить магнітне відновлення, також допоможе вченим, які намагаються використати ядерний синтез для виробництва енергії. У плавких реакторах токамака спонтанні магнітні конфігурації позбавляють процесу його керованості. Розуміючи, як магнітні поля знову з’єднуються, вчені-синтези сподіваються, що зможуть спроектувати кращі реактори, які не дають цього зробити.
Визначивши одну нульову точку, команда тепер сподівається забити очі майбутнього бика, щоб порівняти нулі і побачити, чи має їх перше виявлення конфігурація, яка є рідкісною або поширеною.
Оригінальне джерело: ESA News Release
