Уметнички утисак микро турбуленције који је видео Кластер. Кредит за слику: ЕСА Кликните за увећање
Захваљујући мерењима мисије ЕСА Цлустер, тим европских научника је идентификовао 'микро' вртлоге у Земљиној магнетосфери.
Оваква вртложна турбуленција малих размера, чије је постојање предвиђено математичким моделима, није раније примећена у свемиру. Резултати нису релевантни само за свемирску физику, већ и за друге апликације попут истраживања нуклеарне фузије.
Дана 9. марта 2002, четири сателита кластера, који су летели у тетраедарској формацији на удаљености од 100 километара један од другог, прелазили су северни ?магнетни врх? када су дошли до свог открића. Магнетне кврге су области изнад магнетних полова где линије магнетног поља које окружују Земљу формирају магнетни левак.
Магнетне шиљке су два важна региона у Земљиној магнетосфери где ?сунчев ветар? – константан ток наелектрисаних честица које генерише Сунце који прелази цео Сунчев систем – може директно приступити горњем слоју Земљине атмосфере (јоносфери).
Велике количине плазме (гас наелектрисаних честица) и енергије се транспортују кроз ове и друге ?приступне? региона, да продре у магнетосферу – Земљин природни заштитни штит. Само мање од једног процента све енергије коју носи соларни ветар и удара у Земљину магнетосферу заправо успе да се провуче, али и даље може имати значајан утицај на земаљске системе, као што су телекомуникационе мреже и далеководи.
Сунчев материјал који се прикрада ствара турбуленцију у плазми која окружује Земљу, сличну оној у течностима, али са укљученим сложенијим силама. Таква турбуленција се генерише на пример у областима прелаза између слојева плазме различите густине и температуре, али механизми њеног формирања још нису потпуно јасни.
Турбуленција постоји у различитим размерама, од неколико хиљада до неколико километара у пречнику. Са ин ситу ?више тачака? мерења, четири сателита кластера пријавила су 2004. године постојање турбуленције великих размера – вртлога ширине до 40 000 километара, на боку ?магнетопаузе? (гранични слој који одваја магнетосферу од слободног простора). Ново откриће ?микро? турбуленција, са вртлозима од само 100 километара у пречнику, прва је у проучавању плазме која окружује Земљу.
Кластер: дијагностички алат без преседана
Такво откриће је веома релевантно. На пример, омогућава научницима да почну да повезују мале и велике турбуленције и почну да испитују како се она заправо формира и које су везе. На пример, који су основни механизми који покрећу и обликују турбуленцију? Колико вртлози доприносе транспорту масе и енергије кроз граничне слојеве? Да ли су мали вртлози потребни за стварање великих? Или, с друге стране, велики вртлози расипају своју енергију и стварају каскаду мањих?
У покушају да одговори на ова питања, Цлустер је дијагностички алат без преседана за прву тродимензионалну мапу окружења близу Земље, а његову изузетност дају симултана посматрања са више свемирских летелица. Кластер револуционише наше разумевање начина и механизама помоћу којих соларна активност утиче на Земљу.
Осим тога, Кластерово проучавање турбуленције у Земљиној плазми, са динамиком и укљученим енергијама, доприноси напретку фундаменталних теорија о плазми. Ово није важно само у астрофизици, већ и што се тиче разумевања и руковања плазмом у лабораторијама, с обзиром на високе енергије укључене. Ово је посебно релевантно за истраживање нуклеарне фузије.
На пример, подаци Кластера допуњују истраживање физике плазме у међународном пројекту ИТЕР, експерименталном кораку који укључује неколико истраживачких института широм света за сутрашње електране за производњу електричне енергије. У том погледу, сондирањем у магнетосферу, Кластер има слободан приступ јединој отвореној ?природној лабораторији? за проучавање физике плазме.
Оригинални извор: ЕСА Портал