Er du klar til å danse med en ny oppdagelse? ESAs Cluster-satellitter spiller melodien til kosmisk partikkelakselerasjon - og det er mer effektivt enn spekulert. Ved å omfavne et bredt utvalg av astronomiske mål, avslører bildene sjokkbølger der supersoniske strømmer av plasma møter alt fra en langsom strøm til en uimotståelig styrke.
Hva setter ting i gang? Når det gjelder partikkelakseleratorer, trenger noe å sette den av. Her på jorden bruker Large Hadron Collider (LHC) lokalisert ved Cern en bank med mindre maskiner for å gi opphav til de ladede partiklene før de introduseres i mainstream. I verdensrommet fungerer kosmiske stråler som denne "mainstream", men de er ikke veldig effektive til å sette partiklene i gang. Nå har ESA Cluster-oppdraget avslørt hva som kan være ”naturlige partikkelakseleratorer i verdensrommet”.
Mens de kjørte gjennom en magnetisk sjokkbølge, fant de fire Cluster-satellittene seg perfekt stilt opp med magnetfeltet. Denne perfekte sjanseinnretningen var en åpenbaring - noe som gjorde det mulig for oppdraget å prøve hendelsen med utrolig nøyaktighet på en veldig kort tidsskala - ett på 250 millisekunder eller mindre. Det som dukket opp fra undersøkelsen var erkjennelsen av at elektronene oppvarmet raskt, en tilstand som bidrar til akselerasjon i større skala. Selv om denne typen handlinger hadde blitt spekulert før, var den ikke blitt observert eller bevist. Ingen egentlig visste om prosessen eller størrelsen på sjokklagene. Med disse nye dataene, Steven J. Schwartz fra Imperial College London, og hans kolleger var i stand til å estimere tykkelsen på sjokklaget - en betydelig fremgang i forståelsen, fordi et tynnere lag betyr raskere akselerasjon.
"Med disse observasjonene fant vi ut at sjokklaget er omtrent så tynt som det muligens kan være," sier professor Schwartz.
Så hvor tynn er denne dansepartneren? Forskere hadde opprinnelig anslått sjokklagene over jorden til ikke å være mer enn 100 km, men satellittinformasjonen viste at de var omtrent 17 km ... en veldig fin detalj!
Denne typen kunnskap er betydelig bare fordi sjokk eksisterer universelt - og har sin opprinnelse overalt hvor en flyt møter en hindring eller en annen flyt. For eksempel, her i solsystemet genererer solen en rask, elektrisk ladet stjernevind. Når den løper hodelyst inn i et magnetfelt - for eksempel generert av jorden - skaper det en sjokkbølge som ligger foran planeten. Gjennom Cluster misjonsstudiene kan vi bruke det vi lærer her hjemme og ekstrapolere det i større skala - for eksempel de som er skapt av supernovahendelser, sorte hull og galakser. Det kan til og med avsløre opprinnelsen til kosmiske stråler!
"Dette nye resultatet avslører størrelsen på den ordspråklige‘ svarte boksen ', og begrenser de mulige mekanismene i det som er involvert i å akselerere partikler, sier Matt Taylor, ESA Cluster-prosjektforsker. "Nok en gang har Cluster gitt oss en klar innsikt i en fysisk prosess som skjer over hele universet."
Kom igjen baby. La oss danse…
Original historiekilde: ESA News Release.
