Умјетничка илустрација свемирске летјелице ЕСА која лети изнад Земље. Кредитна слика: ЕСА Кликните за увећање
ЕСА-ова мисија кластера открила је нови механизам стварања 'електрона убица' - високоенергетских електрона који су одговорни за оштећење сателита и представљају озбиљну опасност за астронауте.
Током последњих пет година, серија открића мисије Кластера више свемирских летелица значајно су побољшала наше знање о томе како, где и под којим условима се стварају ти убици електрони у Земљиној магнетосфери.
Рана сателитска мерења 1950-их открила су постојање два трајна прстена енергетских честица око Земље.
Обично названи Ван Аленовим појасевима зрачења, они су испуњени честицама заробљеним у Земљином магнетном пољу. Проматрања су показала да унутрашњи појас садржи прилично стабилну популацију протона, док се спољни појас углавном састоји од електрона у варијабилнијој количини.
Неки електрони спољног појаса могу се убрзати до врло велике енергије, а управо ти „убици електрони“ могу пробити дебели оклоп и оштетити осетљиву сателитску електронику. Ово интензивно зрачење окружење такође представља претњу за астронауте.
Већ дуже време научници покушавају да објасне зашто се број наелектрисаних честица унутар појасева толико разликује. Наш велики пробој је уследио када су се две ретке свемирске олује готово догодиле у октобру и новембру 2003. године.
За време олуја, део Ван Алена зрачења појас се испразнио од електрона, а затим реформисао много ближе Земљи у региону за који се обично сматра да је релативно безбедан за сателите.
Када се радијациони појасеви реформисали, они се нису повећавали према дугогодишњој теорији убрзања честица, званој „радијална дифузија“. Теорија радијалне дифузије третира магнетно поље Земље као еластичне траке.
Ако се бендови искваре, они се њишу. Ако се они колебају брзином којом честице лебде око Земље, честице се могу кретати преко магнетног поља и убрзавати. Овај процес је вођен соларном активношћу.
Уместо тога, тим европских и америчких научника на челу са др. Рицхардом Хорнеом из британске Антарктичке анкете, Окфорд, Велика Британија, користио је податке са кластера и земаљских пријемника на Антарктици да би показао да таласи врло ниске фреквенције могу да узрокују убрзање честица и појачају појасеве.
Ови таласи, названи „хор“, су природне електромагнетне емисије у распону аудио фреквенције. Састоје се од дискретних елемената кратког трајања (мање од једне секунде) који звуче као хор птица које певају при изласку сунца. Ови таласи су међу најинтензивнијим у спољној магнетосфери.
Број „електрона убица“ може се повећати за фактор хиљаду на врхунцу магнетне олује и наредних дана. Интензивна соларна активност такође може гурнути спољни појас много ближе Земљи, због чега је сателите на мањој надморској висини изложио много оштријем окружењу него што су предвиђени.
Теорија радијалне дифузије још увек важи у неким геофизичким условима. Пре овог открића, неки научници сматрали су да емисија хора није довољно ефикасна да би објаснила реформацију спољног зрачења. Оно што је Клустер открио је да су у одређеним високо поремећеним геофизичким условима довољне емисије хорова.
Захваљујући јединственој могућности мерења у више тачака за кластер, карактеристичне димензије ових подручја извора збора су први пут процењене.
Откривено је да су типичне димензије неколико стотина километара у правцу који је окомит на Земљино магнетно поље и неколико хиљада километара у правцу паралелном овом.
Међутим, досадашње димензије се заснивају на студијама случаја. „Под поремећеним условима магнетне атмосфере, области извора хора формирају дуге и уске предмете налик шпагетима. Питање је сада да ли су те врло ниске окомите лествице опште својство механизма хора или само посебан случај анализираних запажања ", рекао је Ондреј Сантолик са Карловог универзитета у Прагу, Чешка, и главни аутор овог резултата.
Због повећаног ослањања на свемирске технологије и комуникације, разумевање како, под којим условима и где се стварају ти убици електрони, има велику важност.
Изворни извор: ЕСА Портал
