Tín dụng hình ảnh: NASA
Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các vết nứt tạm thời có thể hình thành trong từ trường Trái đất có thể cho phép một phần năng lượng gió mặt trời Lướt qua và phá vỡ các thiết bị điện tử và thông tin liên lạc. Những quan sát này được thực hiện bằng cách sử dụng vệ tinh của NASA NASA Imager cho Magnetopause đến Aurora Global Thám hiểm Toàn cầu (IMAGE), theo dõi cực quang lớn trong vài giờ. Các vệ tinh Cụm ESA đã bay qua cùng một vị trí và phát hiện ra một luồng các ion trượt qua vết nứt mà thông thường phải bị lệch bởi từ trường Trái đất.
Theo các quan sát mới từ các vệ tinh IMAGE và Cluster, các vết nứt lớn trong từ trường Trái đất vẫn mở trong nhiều giờ, cho phép gió mặt trời thổi qua và cung cấp năng lượng cho thời tiết không gian bão tố.
Các vết nứt đã được phát hiện trước đây nhưng các nhà nghiên cứu biết rằng chúng có thể vẫn mở trong thời gian dài, thay vì mở và đóng trong khoảng thời gian rất ngắn. Phát hiện mới này về cách lá chắn từ tính Earth Earth bị phá vỡ được kỳ vọng sẽ giúp các nhà vật lý không gian đưa ra ước tính tốt hơn về ảnh hưởng của thời tiết không gian khắc nghiệt.
Tiến sĩ Harald Frey thuộc Đại học California, Berkeley, tác giả của một bài báo về nghiên cứu này được xuất bản vào ngày 4 tháng 12 trên tạp chí Nature, tiến sĩ đã phát hiện ra rằng lá chắn từ tính của chúng tôi rất tồi tệ, giống như một ngôi nhà có cửa sổ bị kẹt trong cơn bão. . Ngôi nhà làm chệch hướng phần lớn cơn bão, nhưng chiếc ghế bị phá hỏng. Tương tự, lá chắn từ tính của chúng ta chịu nhiều cơn bão không gian, nhưng một số năng lượng liên tục trượt qua vết nứt của nó, đôi khi đủ để gây ra vấn đề với vệ tinh, liên lạc vô tuyến và hệ thống điện.
Tiến sĩ Kiến thức mới cho rằng các vết nứt mở trong thời gian dài, thay vì mở và đóng một cách rời rạc, có thể được đưa vào các mô hình máy tính dự báo thời tiết không gian của chúng tôi để dự đoán chính xác hơn thời tiết không gian của chúng ta bị ảnh hưởng bởi các sự kiện bạo lực trên Mặt trời như thế nào. Tai Phan, cũng của UC Berkeley, đồng tác giả của bài báo Thiên nhiên.
Gió mặt trời là một luồng các hạt tích điện (electron và ion) được thổi liên tục từ Mặt trời (Hình 1). Các năng lượng mặt trời chuyển gió năng lượng từ Mặt Trời đến Trái Đất thông qua các từ trường nó mang và tốc độ cao (hàng trăm dặm / ki lô mét mỗi giây). Nó có thể nhận được cơn gió mặt trời trong các sự kiện bạo lực, như coronal Thánh lễ Ejections (CMES), có thể bắn một tỷ tấn khí điện vào không gian ở hàng triệu dặm một giờ.
Trái đất có một từ trường kéo dài vào không gian cho hàng chục ngàn dặm, xung quanh hành tinh và tạo thành một hàng rào bảo vệ để các hạt và gầm gừ từ trường các vụ nổ mặt trời đối với nó trong CMES. Tuy nhiên, các cơn bão không gian, có thể đổ 1.000 tỷ watt - nhiều hơn cả công suất phát điện của America - - vào từ trường của Earth, chỉ ra rằng chiếc khiên không thể xuyên thủng.
Năm 1961, Tiến sĩ Jim Dungey của Đại học Hoàng gia, Vương quốc Anh, đã dự đoán rằng các vết nứt có thể hình thành trong lá chắn từ tính khi gió mặt trời chứa một từ trường được định hướng ngược với một phần của trường Trái đất. Ở những vùng này, hai từ trường sẽ kết nối với nhau thông qua một quá trình được gọi là kết nối lại từ tính, thành một vết nứt trên tấm khiên qua đó các hạt tích điện của gió mặt trời có thể chảy qua. (Hình 2 minh họa sự hình thành vết nứt và Hoạt hình 1 cho thấy các hạt gió mặt trời chảy qua vết nứt bằng cách đi theo đường sức từ vô hình.) Năm 1979, Tiến sĩ Goetz Paschmann, thuộc Viện Vật lý ngoài Trái đất Max Planck, Đức, đã phát hiện ra các vết nứt sử dụng tàu vũ trụ International Sun Earth Explorer (ISEE). Tuy nhiên, do tàu vũ trụ này chỉ thoáng qua các vết nứt trong quỹ đạo của nó, nên không biết liệu vết nứt là tính năng tạm thời hay chúng ổn định trong thời gian dài.
Trong các quan sát mới, vệ tinh Imager for Magnetopause to Aurora Global Thám hiểm (IMAGE) cho thấy một khu vực có kích thước gần bằng California trong bầu khí quyển phía trên Bắc cực (tầng điện ly), nơi một luồng khí cực lớn 75 megawatt ở aurora bùng phát trong nhiều giờ (Hình 4). Cực quang này, đủ năng lượng để cung cấp năng lượng cho 75.000 ngôi nhà, khác với cực quang nhìn thấy được gọi là đèn phía Bắc và phía Nam. Nó được tạo ra bởi các hạt nặng (các ion) đánh vào bầu khí quyển phía trên và khiến nó phát ra tia cực tím, không nhìn thấy được bằng mắt người nhưng có thể phát hiện được bằng Máy ảnh tia cực tím xa trên IMAGE. (Hình 6 và Hoạt hình 4 cho thấy các quan sát IMAGE của các cực quang proton).
Trong khi cực quang đang được IMAGE ghi lại, chòm sao Cụm 4 vệ tinh đã bay xa trên IMAGE, trực tiếp xuyên qua vết nứt và phát hiện các ion gió mặt trời truyền qua (Hình 5). Thông thường, các ion gió mặt trời này sẽ bị làm chệch hướng bởi tấm khiên Trái đất (Hình 3), do đó, quan sát Cụm Cụm cho thấy có một vết nứt. Luồng gió mặt trời này đã bắn phá bầu khí quyển của chúng ta trong cùng một khu vực nơi IMAGE nhìn thấy cực quang proton. Thực tế là IMAGE đã có thể xem cực quang proton trong hơn 9 giờ, cho đến khi IMAGE tiến triển trên quỹ đạo của nó đến nơi nó không thể quan sát cực quang, ngụ ý rằng vết nứt vẫn tiếp tục mở. (Animation 2 cho thấy cách các tàu vũ trụ làm việc với nhau để lộ ra vết nứt.) Ước tính từ IMAGE và dữ liệu Cluster, các vết nứt đã hai lần kích thước của Trái Đất ở ranh giới của lá chắn từ trường của chúng tôi, khoảng 38.000 dặm (60.000 km) phía trên của hành tinh bề mặt. Do từ trường hội tụ khi đi vào Trái đất ở các vùng cực, vết nứt thu hẹp xuống khoảng kích thước của California xuống gần bầu khí quyển phía trên.
IMAGE là một vệ tinh của NASA được phóng vào ngày 25 tháng 3 năm 2000 để cung cấp cái nhìn toàn cầu về không gian xung quanh Trái đất chịu ảnh hưởng của từ trường Earth. Các vệ tinh Cluster, do Cơ quan Vũ trụ châu Âu chế tạo và ra mắt ngày 16 tháng 7 năm 2000, đang tạo ra một bản đồ ba chiều của từ trường Trái đất.
Nguồn gốc: NASA News Release
