Umělec dojem mikro turbulence viděl Cluster. Obrazový kredit: ESA Klikněte pro zvětšení
Díky měření pomocí ESA Clusterovy mise identifikoval tým evropských vědců „mikro-víry v magnetosféře Země“.
Takové vířivé turbulence v malém měřítku, jejichž existence byla předpovězena pomocí matematických modelů, dosud nebyly ve vesmíru pozorovány. Výsledky nejsou relevantní pouze pro kosmickou fyziku, ale také pro další aplikace, jako je výzkum jaderné fúze.
Dne 9. března 2002 procházely čtyři klastrové družice, létající v čtyřstěnné formaci ve vzdálenosti 100 kilometrů od sebe, severním magnetickým vrcholem? když objevili. Magnetické cuspy jsou oblasti nad magnetickými póly, kde linie magnetického pole obklopující Zemi tvoří magnetický trychtýř.
Magnetické cuspy jsou dva důležité regiony v magnetosféře Země, kde je „sluneční vítr“. - konstantní tok nabitých částic generovaných Sluncem, který prochází celou sluneční soustavou - může přímo vstoupit do horní vrstvy zemské atmosféry (ionosféry).
Těmito a dalšími dostupnými? Jsou transportována velká množství plazmy (plyn nabitých částic) a energie. regiony, proniknout do magnetosféry - přirozený ochranný štít Země. Pouze méně než jedno procento veškeré energie přenášené slunečním větrem a zasažení zemské magnetosféry se skutečně dokáže proklouznout skrz, ale stále to může mít významný dopad na pozemské systémy, jako jsou telekomunikační sítě a elektrické vedení.
Sluneční materiál, který se vplížil, vytváří turbulenci v plazmě obklopující Zemi, podobně jako v tekutinách, ale se složitějšími silami. Taková turbulence je generována například v oblastech přechodu mezi vrstvami plazmatu o různé hustotě a teplotě, ale její formovací mechanismy dosud nejsou zcela jasné.
Turbulence existuje v různých stupních, od několika tisíc po několik kilometrů. S in situ? Multi-point? měření, čtyři klastrové klastry v roce 2004 informovaly o existenci rozsáhlých turbulencí - vírů až 40 000 kilometrů širokých, na boku magnetoterapie? (mezní vrstva oddělující magnetosféru od volného prostoru). Nový objev? Micro? turbulence, s víry jen 100 kilometrů napříč, je první ve studiu plazmy obklopující Zemi.
Cluster: bezprecedentní diagnostický nástroj
Takový objev je velmi relevantní. Například umožňuje vědcům začít propojovat malé a velké turbulence a začít se ptát, jak je skutečně vytvořeno a jaké jsou souvislosti. Jaké jsou například základní mechanismy, které řídí a formují turbulenci? Kolik přispívají víry k přenosu hmoty a energie přes mezní vrstvy? Jsou pro generování velkých potřeba malé víry? Nebo naopak, velké víry rozptylují svou energii a vytvářejí kaskádu menších?
Při pokusu o zodpovězení těchto otázek je Cluster bezprecedentním diagnostickým nástrojem pro první trojrozměrnou mapu prostředí blízkého Země, přičemž jeho výjimečnost je dána současnými pozorováními z více kosmických lodí. Cluster revolucionizuje naše chápání způsobů a mechanismů, kterými sluneční aktivita ovlivňuje Zemi.
Kromě toho Clusterova studie o turbulenci v plazmě Země, s dynamikou a zapojenými energiemi, přispívá k rozvoji základních teorií o plazmě. To je důležité nejen v astrofyzice, ale také pokud jde o porozumění a manipulaci s plazmou v laboratořích, vzhledem k vysokým zapojeným energiím. To platí zejména pro výzkum jaderné fúze.
Například Clusterova data doplňují výzkum v oblasti fyziky plazmatu v mezinárodním projektu ITER, což je experimentální krok zahrnující několik výzkumných ústavů po celém světě pro zítřejší elektrárny na výrobu elektřiny. V tomto ohledu má Cluster sondováním do magnetosféry volný přístup do jediné otevřené? Přirozené laboratoře? pro studium fyziky plazmatu.
Původní zdroj: ESA Portal
