Zvětšit obrázek

Umělecké obrázek znázorňuje zemskou magnetosféru (modrá), obklopenou tokem slunečního větru – plyn nabitých částeček , které neustále unikají ze Slunce. Sluneční vítr (přichází z levé strany) ovlivňuje zemskou magnetosférou se vytváří stálá srážková oblast označovaná jako rázová vlna „bow shock“ (žlutý oblouk). Detail v oblasti rázové vlny (bílý obdélník): hnědé body - částice slunečního větru, rozloženého podél siločar meziplanetárního magnetického pole (černé čáry). Hnědé elipsy - hustotní díry (density holes). Credit: ESA

Překvapující objev družice Cluster pomůže vědcům konečně pochopit vzájemné působení slunečního větru a zemského magnetického pole.

Tento vzrušující nový pohled na blízkozemní kosmický prostor umožnila flotila 4 družic Cluster (ESA) a Double Star (Čína). Družice se setkávají s bublinami vždycky, když se nacházejí nad Sluncem osvětlenou stranou Země, ve výšce mezi 13 až 19 zemskými poloměry.

Zvětšit obrázek

Družice Cluster. Credit: ESA

Bubliny, známé jako „hustotní díry“ (density holes), jsou oblasti kosmického prostoru, kde hustota plynu prudce klesá (10krát), zatímco teplota zbývajícího plynu skokem vzrůstá ze 100 000 na 10 000 000 °C (100krát).

Když Cluster poprvé proletěly těmito bublinami, George Parks (University of California, Berkeley) si myslel, že se jedná o krátkodobou závadu přístrojů. „Pak jsem si prohlížel data ze všech čtyř družic. Takovéto anomálie byly pozorované současně všemi družicemi. Z toho jsem usoudil, že se jedná o reálný jev,“ řekl Parks.

S podobnými bublinami se v minulosti občas setkaly i jiné družice. Nazývali je „anomálním horkým proudem“ (hot flow anomalies), ale podle Parkse jsou tyto bubliny jiného charakteru.
Pro potvrzení svého objevu hledal Parks také v datech Double Star. Během každého oběhu družice obvykle prolétnou přes 20 až 40 bublin.

Zvětšit obrázek

Aerodynamický (sonický) třesk. Credit: Gregg Stansbery

Pečlivým porovnáním dat z jednotlivých družic určil Parks a jeho spolupracovníci, že bubliny se rozpínají asi do 1000 km a pravděpodobně existují jen 10 sekund, pak prasknou a jsou nahrazeny chladnějším a hustějším slunečním větrem.

Zvětšit obrázek

Aerodynamický (sonický) třesk. Credit: Gregg Stansbery

Zdroj energie pro vytváření těchto bublin není v současnosti přesně znám, ale existují přesvědčivé nepřímé důkazy, že srážky slunečního větru s magnetickým polem Země, které formují hranice, známé jako rázová vlna (bow shock), pravděpodobně vytvářející potřebnou energii.

Flotila 4 družic Cluster.

Rázové vlny existují všude v přírodě. Takové místo je např. před plovoucí lodí; rázová vlna je obtékající bílá voda, která se zvedá a předchází loď.

Další je při cestování v nadzvukovém letadle. Letí-li letadlo rychleji než rychlost zvuku, pak se zvukové vlny nahromadí v přední části letadla. Takováto energie se nakonec uvolní a uslyšíme silný aerodynamický (sonický) třesk.

Zvětšit obrázek

Dráha čínské družice Double Star v magnetosféře Země. Credit: ESA

Rázová vlna mezi zemským magnetickým polem a slunečním větrem je v mnoha ohledech podobná. Velký rozdíl je v tom, že vědci neví, jak se energie rázové vlny uvolňuje. Neumějí říct, co je ekvivalentem aerodynamického třesku. Nově objevené bubliny by mohly poskytnout vodítko.

Je možné, že vzniklá energii se nahromadí na rázové vlně. "Nyní je naším úkolem důkladné studium, jak je to možné. Pak budeme simulovat na počítačích a konečně budeme mít výsledek,“ dodává Parks.

George Parks a  kol. svůj objev publikovali v článku "Larmor radius size density holes discovered in the solar wind upstream of Earth’s bow shock" v Physics of Plasmas journal (13, 050701; 2006).

Zdroj:
ScienceDaily