Используя квартет спутников ЕКА «Кластер» (Cluster) в качестве «микроскопа» в изучении космической плазмы, ученые, при увеличении солнечного ветра выявили мельчайшие, еще ранее неизвестные, детали. Были обнаружены крошечные турбулентные завитки, которые могли бы играть большую роль в нагревании плазмы, сообщает Европейское Космическое Агентство.
Турбулентность является очень сложным комплексным явлением, и ее можно встретить повсюду вокруг нас. Очевидно, в воде, текущей из крана, вокруг крыла самолета, в экспериментальных термоядерных реакторах на Земле, также и в космосе.
В потоке заряженных частиц, испускаемых Солнцем - солнечном ветре - турбулентность, как полагают, играют ключевую роль в поддержании своего тепла, и потоки его мчатся от звезды по всей Солнечной системе.
В движении солнечный ветер расширяется, охлаждается, но в гораздо меньшей степени, чем можно было бы ожидать, если бы поток был однородным.
Турбулентность возникает в результате нарушений в потоке частиц и силовых линий магнитного поля. Но понимание того, как эта энергия передается от больших масштабов, где она возникает, к меньшим масштабам, где она рассеивается, все равно, что пытаться проследить движение энергии в потоке реки, от гладкого и плавного течения вплоть до небольших турбулентных водоворотов, образующихся в нижней части водопада.
В новом исследовании, два из четырех спутников «Кластер» сделали чрезвычайно детальные наблюдения плазменной турбулентности в солнечном ветре.
Они анализировали участки потока плазмы в "режиме серийной съемки", делая 450 измерений в секунду.
Сравнивая полученные результаты с компьютерным моделированием, ученые подтвердили существование полей электрического тока всего в 20 км в поперечнике, на границе турбулентных завихрений.
"Это показывает, в первый раз, что плазма солнечного ветра чрезвычайно структурирована в этом высоком разрешении", - говорит Сильвия Перри из Университета -делла-Калабрия, Италия и ведущий автор статьи, сообщающей о результатах.
«Кластер» ранее обнаруживал электрические поля в гораздо больших масштабах - 100 км, в магнитослое, регионе, зажатом между магнитный пузырем Земли - магнитосферой - и головной ударной волной, которая возникает во время встречи с солнечным ветром.
В границах этих турбулентных вихрей был обнаружен процесс "магнитного пересоединения", в котором противоположно направленные силовые линии спонтанно нарушаются и восстанавливают связь с другими близлежащими линиями поля, освобождая, таким образом, свою энергию.
"Хотя мы до сих пор не обнаружили повторение процессов в этих новых, более мелких масштабах, но ясно, что мы видим каскады энергии, которые могут вносить вклад в общий нагрев солнечного ветра", - сказала д-р Перри.
Будущие миссии, такие как Solar Orbiter ESA и NASA Solar Probe Plus смогут определить, наблюдаются ли подобные процессы также ближе к Солнцу, а Магнитосферная многоуровневая миссия НАСА (NASA’s Magnetospheric Multiscale mission) будет конкретно исследовать небольшие регионы, где «переподключение» может происходить.
"Результаты миссии «Кластер» демонстрирует уникальные возможности для исследования универсальных физических явлений», - комментирует Мэтт Тейлор, ученый из проекта ЕКА «Кластер».
"Будущие миссии с использованием нескольких спутников сделают очень подробные исследования этих мелкомасштабных плазменных явлений и обеспечат дальнейшие измерения в контексте деятельности комплекса спутников «Кластер»".
Источник: newscom.md.
Рейтинг публикации:
|
