Avtor slike: NASA
Nove raziskave kažejo, da lahko elektroni deskajo po magnetnih valovih, ki jih poganja sončni veter, in se pospešijo do te mere, da lahko povzročijo resno škodo vesoljskim plovilom, ki krožijo okoli Zemlje. Proces je posledica interakcije med zemeljskim magnetnim poljem in nihanji gostote sončnega vetra. Ko se gostota sončnega vetra spreminja, povzroči valove v magnetnem polju, da se valovijo nazaj na Zemljo. Elektrone se lahko ujamejo v te valove in tako hitro odbrskajo nazaj na Zemljo, da lahko poškodujejo občutljivo elektroniko v vesolju.
Po mnenju skupine vesoljskih znanstvenikov lahko 'ubijalski' elektroni, ki lahko uničijo vesoljska plovila v orbiti, 'deskajo' po magnetnih valovih, ki jih poganja sončni veter.
Ekipa z univerze v Bostonu in Nacionalne uprave za oceane in atmosfero (NOAA) sta združila opazovanja vesoljskih plovil NASA in NOAA, da bi identificirala pojav, ki pojasnjuje, kako sončni veter ustvarja valove v zemeljskem magnetnem polju (magnetosferi). Običajni elektroni, ki krožijo okoli Zemlje v sevalnih pasovih Van Allena, se lahko pospešujejo skoraj do svetlobne hitrosti, z energijami, 300-500-krat večjimi od elektronov na televizijskem zaslonu.
Sončni veter je tok električno nabitih delcev, ki jih nenehno piha sonce. Magnetosfera je votlina, ki nastane, ko sončni veter naleti na zemeljsko magnetno polje. Ko je gostota sončnega vetra visoka in se približa magnetosferi, se magnetosfera stisne. Ko je gostota vetra nizka, se magnetosfera razširi. Raziskovalci so odkrili, da sončni veter vsebuje periodične strukture visoke in nizke gostote, ki poganjajo periodično 'dihanje' magnetosfere in globalno generiranje magnetnih valov.
Znano je, da če se frekvenca teh valov ujema s frekvenco elektronov v njihovem gibanju v Van Allenovem pasu, se lahko elektroni pospešijo, kar znatno poveča njihovo energijo. Postopek je podoben boogyboardu, ki lovi val. Nekateri elektroni 'jahajo val' in pridobijo toliko energije, da lahko potem poškodujejo draga vesoljska plovila.
'Če lahko to potrdimo kot pomemben mehanizem za ustvarjanje valov, ki pospešujejo 'ubijalske' elektrone, potem bi znanstveniki, ki uporabljajo podatke s satelitov, kot je Wind, lahko razvili vnaprejšnje opozorilo za operaterje vesoljskih plovil, da je njihovo vesoljsko plovilo lahko v nevarnosti prekomerne in škodljive izpostavljenosti sevanju, ” je povedala dr. Barbara Giles, projektna znanstvenica za vesoljsko plovilo Polar v Nasinem centru za vesoljske lete Goddard, Greenbelt, Md.
Ko elektroni postanejo tako energični, lahko prodrejo v notranjost vesoljskega plovila. Ko so znotraj elektronskih delov, naberejo statično elektriko, ki lahko povzroči kratek stik v kritičnem delu ali spravi vesoljsko plovilo v slab način delovanja.
'Novo in vznemirljivo pri tej raziskavi je, da so ljudje vedno iskali mehanizme znotraj magnetosfere za ustvarjanje teh valov,' je dejal dr. Larry Kepko, znanstveni sodelavec na univerzi v Bostonu in glavni avtor dveh člankov o tej raziskavi, enega objavljenega v Journal of Geophysical Research junija 2003 in drugi v Geophysical Research Letters leta 2002. 'Toda tukaj smo našli zunanji mehanizem – sam sončni veter.'
Nasini polarni in vetrni sateliti, skupaj z geostacionarnim operativnim okoljskim satelitom NOAA (GOES), so zagotovili ključna opažanja, ki so ekipo pripeljala do tega zaključka. Polar je potrdil, da valovi niso lokalni, ampak globalni. Satelit Wind je bil primarni vir za identifikacijo struktur gostote v sončnem vetru, ki poganjajo magnetosfero. GOES je zagotovil podatke o zemeljski magnetosferi, ko se je povečala in zmanjšala.
'Vedeli smo že, da ima sončni veter strukture gostote in da lahko magnetni valovi pospešujejo elektrone,' je dejal dr. Harlan Spence, izredni profesor astronomije na Univerzi v Bostonu in soavtor dveh člankov o tej raziskavi. 'Nismo vedeli, da so strukture sončnega vetra lahko periodične in poganjajo magnetne valove. Ta nova opažanja lahko predstavljajo manjkajočo povezavo med obema.'
Končni vir teh na novo odkritih struktur sončnega vetra je še vedno skrivnost, vendar ekipa domneva, da bi Sonce lahko imelo neposredno vlogo. 'Variacije gostote sončnega vetra so delno nadzorovane z vzorcem magnetnega ponovnega povezovanja, zvijanja in lomljenja magnetnih silnic na površini Sonca,' pravi dr. Kepko. 'Ponovna povezava, ki se zgodi na sistematičen, periodičen način, lahko povzroči opažene periodične strukture gostote v sončnem vetru. Obstaja nekaj dokazov, da se to morda dogaja, vendar so potrebne nadaljnje raziskave, da se vzpostavi dokončna povezava.'
Van Allenove sevalne pasove je leta 1958 odkril dr. James Van Allen in njegova ekipa na Univerzi v Iowi z raziskovalcima 1 in 3, prvimi sateliti, ki so jih uspešno izstrelile ZDA. So pasovi električno nabitih delcev, ki jih ujame zemeljsko magnetno polje. Ker so delci električno nabiti (večinoma protoni in elektroni), čutijo magnetne sile in so prisiljeni, da se spiralno vrtijo okoli nevidnih linij magnetne sile, ki sestavljajo zemeljsko magnetno polje. V sistemu Van Allen sta pravzaprav dva pasova v obliki krofov, eden znotraj drugega z Zemljo v 'luknji' notranjega pasu. Notranji pas, sestavljen iz hitrih protonov, se nahaja na nadmorski višini med 430 in 7.500 miljami (približno 700 do 12.000 km) nad Zemljo. Zunanji pas je sestavljen iz hitrih elektronov in se pojavlja na nadmorski višini med 15.500 in 25.000 miljami (približno 25.000 do 40.000 km) nad Zemljo. Operaterji vesoljskih plovil se poskušajo izogibati orbitam v teh regijah, vendar so včasih te višine najboljše za določeno misijo ali pa mora vesoljsko plovilo med delom svoje orbite preiti skozi pasove ali pa v celoti pobegniti iz Zemlje.
Nasini sateliti Polar in Wind, skupaj znani kot »Global Geospace Science Program«, so namenjeni pomoči znanstvenikom pri razumevanju, kako delci in energija iz Sonca tečejo skozi zemeljsko vesoljsko okolje in delujejo z njim.
NOAA je namenjena zbiranju podatkov o oceanih, atmosferi, vesolju in Soncu. Njegov satelitski sistem GOES je osnovni element za spremljanje in napovedovanje vremena v ZDA. Dr. Howard Singer iz NOAA je tretji soavtor članka iz leta 2002 o tej raziskavi.
Originalni vir: NASA-ino sporočilo za javnost