Tàu vũ trụ Cluster của ESA đã ở đúng nơi vào đúng thời điểm vào ngày 15 tháng 9 năm 2001. Sự giàu có của dữ liệu sẽ giúp các nhà khoa học mô hình tương tác tốt hơn giữa từ quyển của Trái đất và gió mặt trời, cũng như từ trường xung quanh các ngôi sao khác và các vật thể kỳ lạ với từ trường mạnh.
Cụm chòm sao tàu vũ trụ ESA đã đâm vào mắt con bò đực từ tính. Bốn tàu vũ trụ bao quanh một khu vực trong đó từ trường Trái đất có thể tự cấu hình lại một cách tự nhiên.
Đây là lần đầu tiên một quan sát như vậy được thực hiện và cung cấp cho các nhà thiên văn một cái nhìn sâu sắc độc đáo về quá trình vật lý chịu trách nhiệm cho các vụ nổ mạnh nhất có thể xảy ra trong Hệ Mặt trời: kết nối lại từ tính.
Khi nhìn vào mô hình tĩnh của các thanh sắt xung quanh một thanh nam châm, thật khó để tưởng tượng từ trường có thể thay đổi và bạo lực có thể như thế nào trong các tình huống khác.
Trong không gian, các vùng từ tính khác nhau hoạt động hơi giống như các bong bóng từ tính lớn, mỗi vùng chứa khí điện khí hóa được gọi là plasma. Khi các bong bóng gặp nhau và được đẩy vào nhau, từ trường của chúng có thể vỡ và kết nối lại, tạo thành một cấu hình từ tính ổn định hơn. Sự kết nối lại từ trường này tạo ra các tia hạt và làm nóng plasma.
Tại trung tâm của một sự kiện kết nối lại, phải có một khu vực ba chiều nơi từ trường phá vỡ và kết nối lại. Các nhà khoa học gọi khu vực này là điểm vô hiệu, nhưng cho đến nay, chưa bao giờ có thể xác định tích cực một điểm, vì nó đòi hỏi ít nhất bốn điểm đo đồng thời.
Vào ngày 15 tháng 9 năm 2001, bốn tàu vũ trụ Cluster đang đi đằng sau Trái đất. Họ đang bay theo đội hình tứ diện với khoảng cách giữa tàu vũ trụ dài hơn 1 000 km. Khi chúng bay qua từ trường Earth Earth, kéo dài ra phía sau màn đêm của hành tinh chúng ta, chúng bao quanh một trong những điểm vô tình bị nghi ngờ.
Dữ liệu được trả về bởi tàu vũ trụ đã được phân tích rộng rãi bởi một nhóm các nhà khoa học quốc tế do Tiến sĩ C. Xiao từ Học viện Khoa học Trung Quốc, Giáo sư Pu từ Đại học Bắc Kinh, Giáo sư Wang từ Đại học Kỹ thuật Đại Liên. Xiao và các đồng nghiệp đã sử dụng dữ liệu Cluster để suy ra cấu trúc và kích thước ba chiều của điểm null, cho thấy một sự ngạc nhiên.
Điểm null tồn tại trong một cấu trúc xoáy bất ngờ dài khoảng 500 km. Kích thước đặc trưng này chưa từng được báo cáo trước đây trong các quan sát, lý thuyết hoặc mô phỏng, ông nói Xiao, Pu và Wang.
Kết quả này là một thành tựu lớn cho nhiệm vụ Cluster vì nó mang lại cho các nhà khoa học cái nhìn đầu tiên về chính trung tâm của quá trình kết nối lại.
Trong toàn vũ trụ, kết nối lại từ tính được cho là một quá trình cơ bản thúc đẩy nhiều hiện tượng mạnh mẽ, chẳng hạn như các tia phóng xạ thoát ra từ các lỗ đen xa xôi và các tia lửa mặt trời mạnh mẽ trong hệ Mặt trời của chúng ta có thể giải phóng nhiều năng lượng hơn một tỷ bom nguyên tử.
Ở quy mô nhỏ hơn, việc kết nối lại ở ranh giới ngày của từ trường Trái đất cho phép khí mặt trời xuyên qua, kích hoạt một loại cực quang cụ thể gọi là ‘proton aurora hồi.
Hiểu những gì tia lửa kết nối lại từ tính cũng sẽ giúp các nhà khoa học cố gắng khai thác phản ứng tổng hợp hạt nhân để sản xuất năng lượng. Trong các lò phản ứng nhiệt hạch tokamak, cấu hình lại từ tính tự phát cướp đi quá trình kiểm soát của nó. Bằng cách hiểu làm thế nào từ trường kết nối lại, các nhà khoa học nhiệt hạch hy vọng có thể thiết kế các lò phản ứng tốt hơn ngăn chặn điều này xảy ra.
Đã xác định được một điểm null, giờ đây nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ ghi được con bò đực trong tương lai để so sánh null và xem liệu phát hiện đầu tiên của chúng có cấu hình hiếm hay phổ biến không.
Nguồn gốc: ESA News Release
