Група штучних супутників "Кластер" виявляє пробоїни в магнітному полі Землі

Група штучних супутників Європейського космічного агентства (ESA - European Space Agency), що отримала, відповідно, назву "Кластер", дає нове уявлення про положення і протяжність цих розривів в магнітному щиті Землі і наочно показує, що в той час, коли наша атмосфера надійно захищає нас, очевидні результати впливу цих пробоїн виявляються в самих верхніх шарах атмосфери і в області космічного простору, що оточує Землю, де супутники обертаються по орбіті.

В цьому дослідженні повідомляється про спостереження за тріщинами на зверненій до Сонця стороні магнітного щита Землі - денній стороні магнітопаузи. На щастя, ці тріщини не піддають земну поверхню небезпеки дії сонячного вітру; наша атмосфера захищає нас. А ось верхні шари атмосфери піддаються дії.

Домінуючий фізичний процес, що викликає появу цих тріщин, відомий як магнітне перезамиканіє, процес, за допомогою якого в результаті перекриття магнітних силових ліній з разних магнітних доменів відбувається їх перезамиканіє: закритий магнітний щит відкривається. Магнітне перезамиканіє є фізичним процесом, що діє у всьому Всесвіті, починаючи з формування зірок і сонячних спалахів і закінчуючи експериментальними термоядерними реакторами на Землі. Проте залишаються неясними умови, в яких відбувається це явище, і його тривалість.

Що відоме, так це те, що магнітне перезамиканіє приводить до змішування розділених до цього плазм, коли, наприклад, плазма сонячного вітру проникає в магнітосферу. В даному випадку два магнітні домени – це внутрішнє магнітне поле Землі і міжпланетне магнітне поле (IMF). (Сонячний вітер складається не тільки з сонячних частинок (головним чином, протонів і електронів), він також служить носієм магнітного поля Сонця. За межами міжпланетного простору таким полем є міжпланетне магнітне поле(IMF).

Протягом більш ніж 700,000 років орієнтація земного магнітного поля з Півдня на Північ була достатньо стійкою. В протилежність цьому, орієнтація IMF є украй мінливою, з повною інверсією, часто спостережуваною на тимчасовій шкалі в протокольних записах.

Перезамиканіє між IMF і магнітним полем Землі критично залежить від кута між цими полями. Фахівці в області фізики космічного простору провели відмінність між перезамиканієм, коли обидва поля направлено протилежно або антіпараллельно, і компонентним перезамиканієм, коли IMF направлене по відношенню до земного магнітного поля ні паралельно, ні антіпараллельно. Цю відмінність має дуже важливе значення, оскільки компонентне і антипаралельні перезамиканіє мають різні характеристики наростання і приводять до різної протяжності тріщин в магнітному щиті. Відмінність між цими двома типами магнітного перезамиканія протягом багатьох років є предметом гарячих дискусій серед учених, що займаються вивченням космічного простору.

Положення супутникового угрупування "Кластер" і штучного супутника "Подвійна зірка Tc-1" щодо магнітопаузи 25 лютого 2005 року. Синіми лініями зображені силові магнітні лінії, що відносяться до магнітного поля Землі. Елементи конструкції космічного літального апарату збільшені в 5 разів.

Вперше чотири космічні апарати, що здійснюють груповий політ (місія ЕКА "Кластер"), надали однозначний доказ високоширотного антипаралельного перезамиканія на денній стороні магнітопаузи, яке відбувалося квазісинхронно з нізкоширотним компонентним перезамиканієм, виявленим китайсько-европейським супутником "Подвійна зірка Tc-1". Tc-1 і угрупування "Кластер" (з космічним апаратом "Кластер", який видалений приблизно на 2000 км.), знаходяться один від одного на відстані більше 30,000 км. (дивитеся нижче). Об'ємне зображення перезамиканія, яке визначене за допомогою повторного узяття проб в області іонної дифузії і пов'язаних з нею магнітних нульових полів (тобто в самому серці процесу перезамиканія).

"Ці спостереження підтверджують уявлення про те, що обидва перезамиканія, антипаралельне і компонентне, відбуваються на денній стороні магнітопаузи, в одних і тих же умовах IMF, причому обидва явища можуть бути локальними характерними ознаками глобальної картини перезамиканія", - говорить професор Малькольм Дунлоп (Malcolm Dunlop) з Аплтонськой лабораторії Резерфорда, Дідкот, Сполучене Королівство.

"Цей чудовий комплект спостережень показує, що магнітне перезамиканіє на магнітопаузе не таке просте явище, як це описується в навчальних посібниках! Він також переконує в необхідності вивчення процесу магнітного перезамиканія з одночасним застосуванням багатократного масштабірованія"-, говорить Мет Тейлор (Matt Taylor), виконуючий обов'язки наукового співробітника програми "Кластер" в Європейському космічному агентстві.

Джерело: Новини астрономії від NASA російською мовою