Кредит зображення: NASA
Дослідники виявили, що в магнітному полі Землі можуть утворюватися тимчасові тріщини, які дозволять енергії сонячного вітру проскочити і порушити електроніку та комунікації. Ці спостереження були зроблені за допомогою супутника NASA для магнітопаузи до глобального дослідження Aurora (IMAGE), який протягом кількох годин відслідковував велику аврору. Супутники кластера ESA пролетіли над тим же місцем і помітили потік іонів, ковзаючи через тріщину, яка, як правило, повинна була відхилена магнітосферою Землі.
Неосяжні тріщини в магнітному полі Землі залишаються відкритими протягом декількох годин, що дозволяє сонячному вітру поривати через бурхливу космічну погоду, згідно з новими спостереженнями із супутників IMAGE та Cluster.
Тріщини були виявлені раніше, але тепер дослідники знають, що вони можуть залишатися відкритими протягом тривалих періодів, а не відкриватись і закриватися протягом дуже коротких інтервалів. Очікується, що це нове відкриття про порушення магнітного щита Землі допоможе фізикам-космікам дати кращі оцінки наслідків суворої космічної погоди.
"Ми виявили, що наш магнітний щит скрізь, як будинок із вікном, застрягнутим під час шторму", - сказав доктор Харальд Фрей з Каліфорнійського університету, Берклі, головний автор статті про це дослідження, опублікованого 4 грудня в "Природа" . «Будинок відхиляє більшу частину бурі, але диван зруйнований. Аналогічно, наш магнітний щит приймає на себе основну частину космічних штормів, але деяка енергія постійно проскакує через його тріщини, іноді достатньо, щоб викликати проблеми із супутниками, радіозв'язком та енергосистемами. "
"Нові знання про те, що тріщини відкриті протягом тривалих періодів, замість того, щоб відкриватися і закриватися спорадично, можна включити в наші комп'ютерні моделі прогнозування погоди, щоб більш точно передбачити, як на нашу космічну погоду впливають бурхливі події на Сонці", - сказав д-р. Тай-Фан, також UC Berkeley, співавтор статті Nature.
Сонячний вітер - це потік електрично заряджених частинок (електронів та іонів), що постійно видувається із Сонця (Зображення 1). Сонячний вітер передає енергію від Сонця на Землю через магнітні поля, які вона несе, та її високу швидкість (сотні миль / кілометрів в секунду). Він може пориватися під час жорстоких сонячних подій, як-от викидів корональних мас (СМЕ), які можуть вистрілити мільярд тонн електрифікованого газу в космос із мільйонами миль на годину.
Земля має магнітне поле, яке простягається в космос на десятки тисяч миль, оточуючи планету і утворюючи захисний бар'єр для частинок і заграбування магнітних полів, яке Сонце вибухає до нього під час СМЕ. Однак космічні бурі, які можуть скидати на магнітне поле Землі 1000 мільярдів Вт - більше загальної потужності генерації електроенергії в Америці, вказували на те, що щит не був непроникним.
У 1961 р. Д-р Джим Данджі з Імперського коледжу, Великобританія, передбачив, що в магнітному екрані можуть утворюватися тріщини, коли сонячний вітер містить магнітне поле, орієнтоване в протилежному напрямку до частини поля Землі. У цих регіонах два магнітні поля з'єднувалися б між процесом, відомим як "магнітне відновлення", утворюючи тріщину в щиті, через яку могли протікати електрично заряджені частинки сонячного вітру. (Зображення 2 ілюструє утворення тріщин, а Анімація 1 показує, як частинки сонячного вітру протікають через тріщину, слідуючи невидимим лініям магнітного поля.) У 1979 році доктор Гец Пашман з Інституту позаземної фізики Макса Планка (Німеччина) виявив тріщини. за допомогою космічного корабля International IS Earth Explorer (ISEE). Однак, оскільки цей космічний корабель лише коротко пройшов крізь щілини під час своєї орбіти, невідомо було, чи є тріщини тимчасовими ознаками чи вони стійкі тривалий час.
У нових спостереженнях супутник Зображення магнітопаузи до глобальної розвідки Аврори (IMAGE) виявив площу майже розміром Каліфорнії у верхній частині арктичної атмосфери (іоносфери), де «протонна» полярна полярна сітка потужністю 75 мегават (години 4). Ця полярна порода, достатня енергії для живлення 75 000 будинків, відрізнялася від видимої полярної полярності, відомої як Північне та Південне сяйво. Він був утворений важкими частинками (іонами), що потрапляють у верхню атмосферу і спричиняють його випромінювання ультрафіолетового світла, який невидимий для людського ока, але виявляється Далеким Ультрафіолетовим візуалізатором на ЗОБРИЦІ. (Зображення 6 та Анімація 4 показують спостереження IMAGE за протоновою полярністю).
Поки Аврора записувалась за допомогою IMAGE, 4-супутникове кластерне сузір’я пролетіло далеко над IMAGE, прямо через тріщину, і виявило, що потоки іонів сонячного вітру протікають (Зображення 5). Зазвичай ці йони сонячного вітру будуть відхилятися земним щитом (Зображення 3), тому спостереження Кластера показали, що наявна тріщина. Цей потік іонів сонячного вітру бомбардував нашу атмосферу саме в тому ж регіоні, де IMAGE бачив протонну похідну. Той факт, що IMAGE зміг переглядати протонну полярну зору протягом більше 9 годин, поки IMAGE просунувся на орбіту до місця, де не міг спостерігати полярну землю, означає, що тріщина залишалася постійно відкритою. (Анімація 2 показує, як космічний апарат працював разом, щоб виявити тріщину.) Оцінюючи за даними IMAGE та кластеру, тріщина була вдвічі меншою за Землю на межі нашого магнітного щита, приблизно на 38 000 миль (60 000 км) над планетою поверхня. Оскільки магнітне поле сходяться під час потрапляння на Землю в полярних регіонах, тріщина звужується приблизно до розміру Каліфорнії внизу біля верхньої атмосфери.
IMAGE - супутник NASA, запущений 25 березня 2000 року, щоб забезпечити глобальний вигляд простору навколо Землі, який впливає на магнітне поле Землі. Супутники кластера, побудовані Європейським космічним агентством та запущені 16 липня 2000 року, складають тривимірну карту магнітного поля Землі.
Оригінальне джерело: NASA News Release
