Impresia artistului despre micro-turbulențele observate de Cluster. Credit imagine: ESA Faceți clic pentru a mări
Datorită măsurătorilor realizate de misiunea Cluster a ESA, o echipă de oameni de știință europeni au identificat avioanele „micro-” din magnetosfera Pământului.
O astfel de turbulență de vortex la scară mică, a cărei existență a fost prevăzută prin modele matematice, nu a mai fost observată până acum în spațiu. Rezultatele nu sunt relevante numai pentru fizica spațială, ci și pentru alte aplicații precum cercetarea asupra fuziunii nucleare.
La 9 martie 2002, cei patru sateliți Cluster, care zburau în formațiune tetraedrică la 100 de kilometri distanță unul de celălalt, traversau cuspul magnetic nordic? când și-au făcut descoperirea. Crupurile magnetice sunt regiunile de deasupra polilor magnetici în care liniile de câmp magnetic din jurul Pământului formează o pâlnie magnetică.
Crupurile magnetice sunt cele două regiuni importante din magnetosfera Pământului, unde eolianul? - un flux constant de particule încărcate generate de Soare, care traversează întregul sistem solar - poate accesa direct stratul superior al atmosferei Pământului (ionosfera).
Cantități mari de plasmă (un gaz de particule încărcate) și energie sunt transportate prin acestea și alte „accesibile”? regiuni, pentru a pătrunde în magnetosferă - scutul protector natural al Pământului. Doar mai puțin de un procent din toată energia transportată de vântul solar și care lovește magnetosfera Pământului reușește de fapt să se strecoare, dar totuși poate avea un impact semnificativ asupra sistemelor pământești, cum ar fi rețelele de telecomunicații și liniile electrice.
Materialul solar care se strecoară generează turbulență în plasma care înconjoară Pământul, similar cu cel al fluidelor, dar cu forțe mai complexe implicate. O astfel de turbulență este generată de exemplu în zonele de tranziție între straturile de plasmă de densitate și temperatură diferite, dar mecanismele sale de formare nu sunt încă clare.
Turbulența există la diferite scări, de la câteva mii până la câțiva kilometri. Cu punct in situ? măsurători, cei patru sateliți Cluster au raportat în anul 2004 existența unei turbulențe la scară largă - vârtejuri de până la 40 000 de kilometri lățime, pe flancul „magnetopauzei”? (un strat de graniță care separă magnetosfera de spațiul liber). Noua descoperire a „micro” turbulența, cu vârtejuri de doar 100 de kilometri, este o primă în studiul plasmei care înconjoară Pământul.
Cluster: un instrument de diagnostic fără precedent
O astfel de descoperire este foarte relevantă. De exemplu, permite oamenilor de știință să înceapă legarea turbulenței mici și mari și să înceapă să pună întrebări despre modul în care este formată de fapt și care sunt conexiunile. De exemplu, care sunt mecanismele de bază care conduc și modelează turbulența? Cât de mult contribuie vortexurile la transportul de masă și energie prin straturile de graniță? Sunt necesare vortexuri mici pentru a le genera pe cele mari? Sau, pe de altă parte, vârtejurile mari își disipează energia și creează o cascadă cu altele mai mici?
În încercarea de a răspunde la aceste întrebări, Cluster este un instrument de diagnostic fără precedent pentru prima hartă tridimensională a mediului aproape de Pământ, excepționalitatea acesteia fiind dată de observațiile sale simultane multi-spațiale. Clusterul revoluționează înțelegerea noastră despre modalitățile și mecanismele prin care activitatea solară afectează Pământul.
În plus, studiul Cluster cu privire la turbulențele din plasma Pământului, cu dinamica și energiile implicate, contribuie la avansarea teoriilor fundamentale asupra plasmei. Acest lucru este important nu numai în astrofizică, ci și în ceea ce privește înțelegerea și manipularea plasmei în laboratoare, având în vedere energiile mari implicate. Acest lucru este relevant în special pentru cercetarea privind fuziunea nucleară.
De exemplu, datele lui Cluster completează cercetarea în fizica plasmei în cadrul proiectului internațional ITER, un pas experimental care implică mai multe institute de cercetare din întreaga lume pentru centralele electrice producătoare de electricitate de mâine. În acest sens, prin sondarea magnetosferei, Cluster are acces liber la singurul laborator natural deschis? pentru studiul fizicii plasmatice.
Sursa originală: Portal ESA
