В магнитном поле Земли обнаружены скрытые "порталы"

Джек Скаддер (Jack Scudder), ученый в области физики плазмы из университета Айовы, работая по заданию и под финансированием НАСА, обнаружил своеобразные "порталы", точки пространства, в которым магнитное поле Земли соединяется с магнитным полем Солнца, образуя прямые магнитные пути

Эти магнитные пути, ведущие от нашей планеты к атмосфере Солнца, проходят через космос, простираясь на расстояние почти в 150 миллионов километров.

"Мы называем эти точки Х-точками (X-points) или областями электронной диффузии (electron diffusion regions)" - рассказывает Джек Скаддер. - "Исследования, проведенные с помощью космического аппарата НАСА THEMIS и европейских аппаратов Cluster, показали, что эти магнитные "порталы" возникают и исчезают (открываются и закрываются) по нескольку десятков раз в сутки".

Х-точки располагаются обычно на высоте нескольких десятков тысяч километров от поверхности Земли, там, где магнитосфера Земли начинает испытывать сильное влияние прибывающего от Солнца потока частиц и излучения, известного как солнечный ветер. Большинство возникающих порталов малых размеров и короткоживущие, но изредка встречаются стабильные порталы, больших размеров и существующих достаточно продолжительное время. Влияние этих магнитных порталов на Землю огромно, тонны частиц с высокой энергией прибывают сквозь эти червоточины, нагревая верхнюю часть атмосферы Земли, вызывая геомагнитные возмущения, бури и зажигая яркие северные сияния.

Обнаруженный феномен магнитных "порталов" настолько необычен и интересен с научной точки зрения, что в НАСА уже серьезно задумываются над запуском специализированной миссии для проведения детальных исследований явления. Эта миссия, будет называться MMS (Magnetospheric Multiscale Mission), и если все пойдет согласно планам, стартует в 2014 году. На борту космического аппарата миссии будет установлен детектор высокоэнергетических частиц и чувствительные датчики магнитного поля. В рамках миссии MMS всего в космос будет запущено четыре идентичных исследовательских аппарата. Эти аппараты поднимутся на высоту, где возникают магнитные "порталы", окружат их и займутся непосредственным их изучением.

X-точки формируются под влиянием эффекта, который называется магнитным переключением. Это достаточно сложный процесс, в котором принимают участие магнитное поле Земли, Солнца и поток заряженных частиц. Не вдаваясь в сильные подробности этого процесса скажу, что аномальная X-точка возникает там, где направления магнитных полей Земли и Солнца перекрещиваются под определенными углами, а поток заряженных частиц, под воздействием суммарного магнитного поля, создает область электронной диффузии.

Для того, что бы определить методику исследования областей электронной диффузии, "порталов" или X-точек, Джек Скаддер выполнил анализ данных, собранных более 10 лет назад космическим исследовательским зондом НАСА Polar. "В конце 1990-х годов космический аппарат Polar провел годы, вращаясь в магнитосфере Земли" - объясняет Скаддер. - "За это время он множество раз "сталкивался" с X-точками, но ученые попросту не обращали внимания на необычные всплески в данных".

Поскольку на космическом аппарате Polar стоял набор таких же датчиков, который планируется устанавливать на космических аппаратах миссии MMS, то данные этих двух миссий, прошлой и будущей, будут иметь подобную природу. "Используя данные аппарата Polar, мы выявили пять базовых комбинаций значений магнитных полей и мощности потока частиц высокой энергии. Эти данные говорят о том, что космический аппарат "столкнулся с аномальным магнитным "порталом". Все необходимые измерения выполняются единственным космическим аппаратом, который тут же направляется в зону электронной диффузии, обнаруженной первым аппаратом".

Специалисты, разрабатывавшие план миссии MMS, изначально собирались вывести на околоземную орбиту всего один космический аппарат. Данные, собираемые первым аппаратом в течение одного года, позволили бы ученым разработать методы изучения явления X-точек, после чего в космос были бы отправлены следующие аппараты, снабженные соответствующим научным оборудованием. Анализ данных от космического аппарата Polar, выполненный Скаддером, позволит пропустить первую исследовательскую фазу миссии и вывести в космос все аппараты, которые сразу приступят к делу.

www