Obrazový kredit: NASA
Vědci objevili, že v zemském magnetickém poli se mohou tvořit dočasné praskliny, které mohou umožnit částem sluneční energie protékat a narušovat elektroniku a komunikaci. Tato pozorování byla provedena pomocí satelitu Imager pro magnetopauzu NASA pro Aurora Global Exploration (IMAGE), který sledoval velkou polární záři několik hodin. Clusterové satelity ESA létaly na stejném místě a spatřily proud iontů proklouzávajících trhlinou, která by normálně měla být odkloněna zemskou magnetosférou.
Podle nových pozorování ze satelitů IMAGE a Cluster zůstávají ohromné praskliny v magnetickém poli Země otevřené celé hodiny, takže sluneční vítr může proniknout skrz bouřkové vesmírné počasí.
Trhliny byly detekovány dříve, ale vědci nyní vědí, že mohou zůstat otevřeni po dlouhou dobu, spíše než otevírání a zavírání pouze na velmi krátké intervaly. Očekává se, že tento nový objev o tom, jak je porušen magnetický štít Země, pomůže vesmírným fyzikům poskytnout lepší odhady účinků vážného kosmického počasí.
"Zjistili jsme, že náš magnetický štít je drsný, jako dům s otevřeným oknem během bouře," řekl Dr. Harald Frey z Kalifornské univerzity v Berkeley, hlavní autor článku o tomto výzkumu zveřejněném 4. prosince v Nature . "Dům odvádí většinu bouře, ale gauč je zničený." Podobně i náš magnetický štít zatěžuje vesmírné bouře, ale jeho trhlinami neustále protéká nějaká energie, někdy natolik, že způsobuje problémy se satelity, rádiovou komunikací a energetickými systémy. “
"Nové poznatky o tom, že trhliny jsou otevřeny po dlouhou dobu, namísto sporadického otevírání a zavírání, mohou být začleněny do našich počítačových modelů předpovědi kosmického počasí, aby přesněji předpovídaly, jak je naše kosmické počasí ovlivněno násilnými událostmi na slunci," řekl Dr. Tai Tai, také UC Berkeley, spoluautor časopisu Nature.
Sluneční vítr je proud elektricky nabitých částic (elektronů a iontů) foukaných neustále ze Slunce (obrázek 1). Sluneční vítr přenáší energii ze Slunce na Zemi prostřednictvím magnetického pole, které nese, a jeho vysokou rychlostí (stovky mil / km za sekundu). Při prudkých slunečních událostech může být nárazový, jako je Coronal Mass Ejections (CME), který dokáže vystřelit miliardu tun elektrizovaného plynu do vesmíru rychlostí miliónů mil za hodinu.
Země má magnetické pole, které sahá do vesmíru po desítky tisíc kilometrů, obklopuje planetu a vytváří ochrannou bariéru pro částice a zavrčel magnetická pole, k nimž Slunce během CME vystřelí. Vesmírné bouře, které mohou odvádět 1 000 miliard wattů - což je více než celková americká kapacita výroby elektřiny - do zemského magnetického pole, však naznačovaly, že štít nebyl neproniknutelný.
V roce 1961 dr. Jim Dungey z britské Imperial College předpověděl, že v magnetickém štítu se mohou tvořit praskliny, když sluneční vítr obsahuje magnetické pole, které bylo orientováno v opačném směru než část zemského pole. V těchto regionech by se dvě magnetická pole vzájemně propojila procesem známým jako „magnetické opětovné spojení“, čímž by se vytvořila trhlina ve štítu, kterou by mohly proudit elektricky nabité částice slunečního větru. (Obrázek 2 ilustruje tvorbu trhlin a Animace 1 ukazuje, jak částice slunečního větru protékají trhlinami podle neviditelných čar magnetického pole.) V roce 1979 Dr. Goetz Paschmann z institutu Maxe Plancka pro mimozemskou fyziku v Německu zjistil trhliny pomocí kosmické lodi International Sun Earth Explorer (ISEE). Protože však tato kosmická loď prošla trhlinami na své oběžné dráze jen krátce, nebylo známo, zda byly trhliny dočasnými rysy nebo byly stabilní po dlouhou dobu.
V nových pozorováních zobrazil satelit Imager pro magnetopauzu Aurora Global Exploration (IMAGE) oblast téměř kalifornské v arktické horní atmosféře (ionosféře), kde se po dobu hodin vzplala aurora o velikosti 75 megawattů (obrázek 4). Tato aurora, dostatečně energetická k napájení 75 000 domů, se lišila od viditelné aurory známé jako polární a jižní světla. Byl vytvořen těžkými částicemi (ionty), které zasáhly horní atmosféru a způsobily, že vyzařovala ultrafialové světlo, které je pro lidské oko neviditelné, ale je detekovatelné pomocí dálkového ultrafialového zobrazovače IMAGE. (Obrázek 6 a Animace 4 ukazují IMAGE pozorování protonové aurory).
Zatímco byla polární záře zaznamenávána pomocí IMAGE, 4-satelitní klastrová konstelace letěla daleko nad IMAGE, přímo skrz trhlinu, a detekovala protékání slunečních větrných proudů (obrázek 5). Normálně by byly tyto sluneční větrné ionty odkloněny zemským štítem (obrázek 3), takže Clusterovo pozorování ukázalo, že byla přítomna prasklina. Tento proud iontů slunečního větru bombardoval naši atmosféru přesně ve stejné oblasti, kde IMAGE viděl protonovou polární záři. Skutečnost, že IMAGE byl schopen zobrazit protonovou polární záštitu déle než 9 hodin, dokud IMAGE nepokročil na své oběžné dráze, kde nemohl pozorovat polární záři, naznačuje, že prasklina zůstala nepřetržitě otevřená. (Animace 2 ukazuje, jak kosmická loď spolupracovala na odhalení trhliny.) Odhaduje se z údajů IMAGE a Cluster, trhlina byla dvakrát větší než Země na hranici našeho magnetického štítu, asi 38 000 mil (60 000 km) nad planetou povrch. Protože magnetické pole konverguje, když vstupuje na Zemi v polárních oblastech, prasklina se zúžila na velikost Kalifornie blízko horní atmosféry.
IMAGE je satelit NASA vypuštěný 25. března 2000, který poskytuje globální pohled na prostor kolem Země ovlivněný zemským magnetickým polem. Satelity Cluster, které vytvořila Evropská kosmická agentura a které byly spuštěny 16. července 2000, vytvářejí trojrozměrnou mapu magnetického pole Země.
Původní zdroj: NASA News Release
