Группа искусственных спутников «Кластер» обнаруживает пробоины в магнитном поле

[bakuyuliya]

Наряду с тем, что магнитное поле Земли защищает нашу планету от большей части постоянного потока частиц, поступающих из солнечного ветра, известно, что в нашем естественном щите имеются пробоины или трещины, позволяющие солнечному ветру проникать в наше околоземное космическое пространство. Группа искусственных спутников Европейского космического агентства (ESA - European Space Agency), получившая, соответственно, название «Кластер», дает новое представление о положении и протяженности этих разрывов в магнитном щите Земли и наглядно показывает, что в то время, когда наша атмосфера надежно защищает нас, очевидные результаты влияния этих пробоин обнаруживаются в самых верхних слоях атмосферы и в области космического пространства, окружающего Землю, где спутники вращаются по орбите...

В этом исследовании сообщается о наблюдениях за трещинами на обращенной к Солнцу стороне магнитного щита Земли - дневной стороне магнитопаузы. К счастью, эти трещины не подвергают земную поверхность опасности воздействия солнечного ветра; наша атмосфера защищает нас. А вот верхние слои атмосферы подвергаются воздействию.

Очевидное влияние было обнаружено в самых верхних слоях атмосферы и в области околоземного космического пространства, где спутники вращаются по орбите. Источник: ESA (Европейское космическое агентство)

Доминирующий физический процесс, вызывающий появление этих трещин, известен как магнитное перезамыкание, процесс, посредством которого в результате перекрытия магнитных силовых линий из разных магнитных доменов происходит их перезамыкание: закрытый магнитный щит открывается. Магнитное перезамыкание представляет собой физический процесс, действующий во всей Вселенной, начиная с формирования звезд и солнечных вспышек и заканчивая экспериментальными термоядерными реакторами на Земле. Однако остаются неясными условия, в которых происходит это явление, и его продолжительность.

Что известно, так это то, что магнитное перезамыкание приводит к смешиванию разделенных до этого плазм, когда, например, плазма солнечного ветра проникает в магнитосферу. В данном случае два магнитных домена – это внутреннее магнитное поле Земли и межпланетное магнитное поле (IMF). (Солнечный ветер состоит не только из солнечных частиц (главным образом, протонов и электронов), он также служит носителем магнитного поля Солнца. За пределами межпланетного пространства таким полем является межпланетное магнитное поле(IMF).

В течение более чем 700,000 лет ориентация земного магнитного поля с Юга на Север была достаточно устойчивой. В противоположность этому, ориентация IMF является крайне изменчивой, с полной инверсией, зачастую наблюдаемой на временной шкале в протокольных записях.

Перезамыкание между IMF и магнитным полем Земли критически зависит от угла между этими полями. Специалисты в области физики космического пространства провели различие между перезамыканием, когда оба поля направлены противоположно или антипараллельно, и компонентным перезамыканием, когда IMF направлено по отношению к земному магнитному полю ни параллельно, ни антипараллельно. Это различие имеет очень важное значение, поскольку компонентное и антипараллельное перезамыкание имеют различные характеристики нарастания и приводят к различной протяженности трещин в магнитном щите. Различие между этими двумя типами магнитного перезамыкания в течение многих лет является предметом горячих дискуссий среди ученых, занимающихся изучением космического пространства.

Положение спутниковой группировки «Кластер» и искусственного спутника «Двойная звезда TC-1» относительно магнитопаузы 25 февраля 2005 года. Синими линиями изображены силовые магнитные линии, относящиеся к магнитному полю Земли. Элементы конструкции космического летательного аппарата увеличены в 5 раз.

Впервые четыре космических аппарата, совершающих групповой полет (миссия ЕКА «Кластер»), предоставили однозначное доказательство высокоширотного антипараллельного перезамыкания на дневной стороне магнитопаузы, которое происходило квазисинхронно с низкоширотным компонентным перезамыканием, обнаруженным китайско-европейским спутником «Двойная звезда TC-1». TC-1 и группировка «Кластер» (с космическим аппаратом «Кластер», который удален примерно на 2000 км), находятся друг от друга на расстоянии более 30,000 км (смотрите ниже). Объемное изображение перезамыкания, которое определено с помощью повторного взятия проб в области ионной диффузии и связанных с ней магнитных нулевых полей (то есть в самом сердце процесса перезамыкания).

"Эти наблюдения подтверждают представление о том, что оба перезамыкания, антипараллельное и компонентное, происходят на дневной стороне магнитопаузы, в одних и тех же условиях IMF , причем оба явления могут быть локальными характерными признаками глобальной картины перезамыкания", - говорит профессор Малькольм Дунлоп (Malcolm Dunlop) из Аплтонской лаборатории Резерфорда, Дидкот, Соединенное Королевство.

"Этот замечательный комплект наблюдений показывает, что магнитное перезамыкание на магнитопаузе не такое простое явление, как это описывается в учебных пособиях! Он также убеждает в необходимости изучения процесса магнитного перезамыкания с одновременным применением многократного масштабирования"-, говорит Мэт Тэйлор (Matt Taylor), исполняющий обязанности научного сотрудника программы «Кластер» в Европейском космическом агентстве.

Источник: www.astrogorizont.com
Оригинал: University of Arizona News Release

[bakuyuliya]

Гигантская «лента» на границе Солнечной системы: тайна раскрыта?
15 января, 2010 года: в прошлом году, когда исследовательский космический аппарат - Исследователь Межзвездных Границ IBEX (Interstellar Boundary Explorer) НАСА обнаружил гигантскую ленту на границе Солнечной системы, исследователи были озадачены. Они назвали находку "шокирующим результатом" и ломали голову над её происхождением. Теперь тайна, возможно, раскрыта...

"Мы полагаем, что лента является отражением", - отмечает Якоб Хирихусен ( Jacob Heerikhuisen), приглашенный исследователь в области гелиофизики, НАСА, из университета в Хантсвилле, штат Алабама, - "Это происходит там, где частицы солнечного ветра, вылетающие в межзвездное пространство, отражаются обратно в Солнечную систему галактическим магнитным полем".

Хирихусен (Heerikhuisen) - главный автор статьи, в которой приводятся результаты исследования и которая опубликована в выпуске «Письма Астрофизического журнала» от 10 января (Astrophysical Journal Letters).


На фото: представление художника об Исследователе Межзвездных Границ (IBEX).

"Это очень важное открытие", - отмечает Эрик Познер (Arik Posner), научный сотрудник программы «Исследователь Межзвездных Границ» (IBEX ) при штаб-квартире НАСА. "Межзвездное пространство, находящееся сразу за границей Солнечной системы, является, по большей части, неизведанной областью. Теперь мы знаем, что там может находиться сильное, хорошо организованное магнитное поле, расположившееся прямо на пороге нашей Солнечной системы".

Данные, полученные с помощью аппарата IBEX, прекрасно согласуются с последними результатами, полученными с межзвездного космического аппарата Вояджер (Voyager). Вояджеры 1 и 2 сейчас как раз находятся на границе Солнечной системы, и они также «ощутили» сильный * магнетизм поблизости. Однако, измерения, выполненные приборами Вояджера, носят относительно узкий (локальный) характер. Исследовательский аппарат IBEX представляет информацию " в широком плане". Лента, за которой он наблюдает, достаточно большая и растянута почти на весь небосклон, и это наводит на мысль, что магнитное поле, находящееся за лентой, должно быть в равной степени большим. Хотя на картах лента (смотрите ниже) представляется светящимся телом, на самом деле, лента не излучает свет. Взамен этого, она заявляет о себе с помощью частиц, называемых «энергетически нейтральными атомами" (ЭНА), - главным образом, атомов водорода. Лента испускает эти частицы, которые IBEX улавливает, двигаясь по орбите вокруг Земли.


На фото: Сравнение наблюдений, проведенных IBEX (слева), с трехмерной моделью магнитного отражения (справа).

Процесс отражения, постулируемый Хирихусеном и другими соавторами, является несколько сложным для понимания, включая в себя множественные реакции "обмена зарядами" между протонами и атомами водорода. Итог этого процесса, однако, прост. Частицы, из которых состоит солнечный ветер, вылетев за пределы Солнечной системы и удалившись примерно на расстояние 100 астрономических единиц (порядка 15 миллиардов километров), вступают в контакт с межзвездным магнитным полем. Магнитные силы задерживают «убегающие» частицы и отбрасывают их обратно туда, откуда они прилетели.

"Если механизм процесса отражения, действительно, таков,- а с этим согласны далеко не все, - то форма ленты расскажет нам многое об ориентации силовых линий магнитного поля в нашем уголке галактики Млечный Путь", - отмечает Хирихусен ( Heerikhuisen). И от этого поля, может быть, зависит наше будущее.

Солнечная система сейчас проходит через область Млечного Пути, изобилующую космическими лучами и межзвездными облаками. Магнитное поле нашего собственного Солнца, выдуваемое солнечным ветром в виде пузыря, называемого «гелиосферой», в значительной степени защищает нас от этих опасных вещей. Однако, сам пузырь достаточно уязвим и подвержен действию внешних полей. Сильное магнитное поле, находящееся прямо за пределами Солнечной системы, может сжимать гелиосферу и взаимодействовать с ней неизвестным образом. Никто с уверенностью не может сказать, усилит ли это нашу естественную защиту или ослабит её?


На фото: Представление художника о межзвездных облаках в галактических окрестностях Солнца.

"Космический аппарат IBEX будет пристально следить за лентой в ближайшие месяцы и годы", - говорит Познер. "Мы сможем наблюдать за формой изменения ленты -  и это покажет нам, каким образом мы взаимодействуем с галактикой там, на расстоянии..." Оказывается, мы можем многое узнать, глядя в зеркало. Оставайтесь на связи с Science@NASA , чтобы не пропустить свежие новости.

Источник: www.astrogorizont.com
Оригинал: NASA