ESAs Cluster-romfartøy var på rett sted til rett tid 15. september 2001. Rikta med data vil hjelpe forskere med å modellere interaksjoner mellom jordas magnetosfære og solvind, samt magnetfeltene rundt andre stjerner og eksotiske gjenstander med kraftige magnetfelt.
ESAs romfartskonstellasjon Cluster har truffet den magnetiske oksen. De fire romskipene omringet et område der jordens magnetfelt spontant rekonfigurerte seg.
Dette er første gang en slik observasjon blir gjort og gir astronomer en unik innsikt i den fysiske prosessen som er ansvarlig for de kraftigste eksplosjonene som kan oppstå i solsystemet: magnetisk tilkobling.
Når man ser på det statiske mønsteret av jernfilinger rundt en stangmagnet, er det vanskelig å forestille seg hvor skiftelige og voldelige magnetfelt kan være i andre situasjoner.
I verdensrommet oppfører forskjellige områder av magnetisme seg som store magnetiske bobler, som hver inneholder elektrifisert gass kjent som plasma. Når boblene møtes og skyves sammen, kan magnetfeltene deres bryte og koble seg sammen igjen, og danne en mer stabil magnetisk konfigurasjon. Denne tilkoblingen av magnetiske felt genererer jetfly av partikler og varmer opp plasmaet.
Innerst i hjertet av en tilkoblingshendelse må det være en tredimensjonal sone der magnetfeltene brytes og kobles til igjen. Forskere kaller denne regionen nullpunktet, men har hittil aldri klart å identifisere et område, ettersom det krever minst fire målinger samtidig.
15. september 2001 passerte de fire Cluster-romfartøyene bak jorden. De flyr i en tetraederformasjon med separasjoner mellom romskipet på over 1 000 kilometer. Da de fløy gjennom jordas magnetotail, som strekker seg ut bak nattsiden av planeten vår, omringet de et av de mistenkte nullpunktene.
Dataene som er returnert av romfartøyet, er blitt omfattende analysert av et internasjonalt team av forskere ledet av Dr. C. Xiao fra det kinesiske vitenskapsakademiet, prof. Pu fra Peking-universitetet, prof. Wang fra Dalian University of Technogy. Xiao og kollegene brukte Cluster-dataene for å utlede den tredimensjonale strukturen og størrelsen på nullpunktet, noe som avslørte en overraskelse.
Nullpunktet eksisterer i en uventet virvelstruktur omtrent 500 kilometer over. "Denne karakteristiske størrelsen har aldri blitt rapportert før i observasjoner, teori eller simuleringer," sier Xiao, Pu og Wang.
Dette resultatet er en stor prestasjon for Cluster-oppdraget, ettersom det gir forskerne deres første blikk på selve hjertet av tilkoblingsprosessen.
Overalt i universet er magnetisk tilkobling antatt å være en grunnleggende prosess som driver mange kraftige fenomener, for eksempel strålingsstrålene som rømmer fra fjerne sorte hull, og de kraftige solfaktene i vårt eget solsystem som kan frigjøre mer energi enn en milliard atombomber.
I mindre skala tillater gjenoppkobling ved daggrensen til jordas magnetfelt solgass gjennom, noe som utløser en bestemt type aurora kalt ‘proton aurora’.
Å forstå hva som gnister magnetisk tilkobling vil også hjelpe forskere som prøver å utnytte kjernefusjon for energiproduksjon. I tokamak-fusjonsreaktorer frarøver spontane magnetiske rekonfigurasjoner prosessen med kontrollerbarhet. Ved å forstå hvordan magnetiske felt kobles sammen igjen, håper fusjonsforskere å kunne designe bedre reaktorer som forhindrer at dette finner sted.
Etter å ha identifisert ett nullpunkt, håper teamet nå å score fremtidige okser for å sammenligne null og se om deres første deteksjon hadde en konfigurasjon som er sjelden eller vanlig.
Originalkilde: ESA News Release
