Новая технология помогает разгадать двойные тайны магнитного воссоединения и сияния

Новая технология электронной визуализации просто дала ученым НАСА новое понимание того, как линии магнитного поля вокруг Земли восстанавливаются, а также источник космической погоды и Северного сияния. Исследователи ранее знали, что происходит магнитное переподключение, но никогда не имели средств для его измерения, потому что у них не было оборудования, способного измерять плазменные реакции достаточно быстро, чтобы получить информацию о взаимодействиях, происходящих в электронном масштабе. Введите НАСА «Магнитосферный мультимасштаб», которому мы обязаны новыми данными. MMS состоит из четырех спутников, предназначенных для проведения быстрых электронных измерений, необходимых для исследования области повторного соединения.

Д-р Джеймс Берч из Юго-Западного научно-исследовательского института в Сан-Антонио описывает использование MMS для наблюдения за электронами с помощью микроскопа, а не телескопа. Эта система дает нам первый шанс измерить разворачивающиеся данные так быстро и на таком микроскопическом уровне.Теперь мы знаем, что электроны ускоряются через то, что называется близким к магнитному нулю, а затем следуют извилистым путем изнутри магнитосферы, где они смешиваются с частицами из магнитного поля Земли, обратно за ее пределы, где они смешиваются с частицами из магнитного поля Солнца, Это движение облегчает электрический ток, который соединяет два поля.

Все, что было измерено ранее, измерялось либо с помощью детекторов частиц, либо оптически - как при взгляде на солнечные вспышки, - но в любом случае все, кого измерял до сих пор, были последствия воссоединения, объясняет Берч. «Никто никогда не измерял источник этого. Теперь мы догнали все компьютерные симуляции, мы опередили их. Следующее, что мы хотим изучить, - что создает это электронное поле?

Данные MMS уже 11 лет. Берч и его команда были отобраны для проекта в мае 2005 года, и за прошедшее время потребовалось время, чтобы спроектировать, создать и внедрить MMS - он был запущен год назад - и теперь для анализа данных. Устройство было построено с единственной целью изучения магнитного пересоединения.

Практические последствия для нашей вновь обретенной способности изучать и анализировать явление неизвестны, но также весьма перспективны. Поскольку магнитное переподключение отвечает за космическую погоду, такую ​​как солнечные вспышки и выбросы корональной массы - плюс, ближе к дому, Северное сияние - это новое понимание может помочь нам получить более точные прогнозы. Это не обязательно является целью предстоящей миссии MMS в следующем году, которая будет изучать хвост магнитосферы, где линии поля, которые соединяются со «дневной» стороной, должны разъединяться со «ночной» стороной, но собранные данные почти наверняка помогут,

У него также есть потенциал, чтобы однажды навсегда решить энергетический кризис. Чем больше мы понимаем о магнитном переподключении, тем ближе мы к пониманию синтеза магнитного удержания. (Не холодный синтез - это отдельная область исследований. Плюс, строго сказал Берч, «холодного синтеза не существует».)

Прямо сейчас, по словам Берча, существуют большие машины, изучающие термоядерный синтез и пытающиеся ограничить тепло плазмы. «Они могут ограничить плазму, и когда они нагревают ее, начинается переподключение, а затем оно может вырваться, оно больше не ограничено. Но если они могут сделать это, это длинный путь, но … мы определенно изучаем это ».