Супутники Багаторівневої місії з вивчення магнітосфери.
Магнітне поле Землі так само важливе для підтримки життя на планеті, як повітря або вода. Воно служить бар'єром для сонячного вітру - потоку мегаіонізованих частинок, що закінчуються з сонячної корони в навколишній простір зі швидкістю 300 - 1200 км/с. Однак, незважаючи на цей захист, взаємодія магнітних полів Землі і Сонця може призвести до виникнення в навколоземному космічному просторі сильних буревіїв, здатних вивести з ладу супутники і викликати проблеми на поверхні планети.
Нове дослідження вчених їх Мерілендського університету (University of Maryland) проливає світло на «відносини» між магнітосферами нашої планети і її рідної зірки. Стаття, опублікована в журналі Science, описує безпосереднє спостереження перезамикання магнітних ліній - процесу, при якому лінії двох магнітних полів стикаються і швидко перебудовуються, виділяючи величезну кількість енергії. Дані про цей феномен вдалося отримати завдяки Багаторівневій місії з вивчення магнітосфери NASA (Magnetospheric Multiscale Mission, MMS).
"Уявіть, що по різних коліях назустріч один одному рухаються два потяги, і в останній момент їх переводять на один шлях, - пояснює Джеймс Дрейк (James Drake), один з авторів дослідження. - Кожен шлях уособлює магнітну силову лінію одного з двох магнітних полів, а переведення стрілок символізує перезамикання магнітних ліній. Відбувається катастрофа, і енергія вистрілює з точки перезамикання, як з рогатки "
Наявні дані свідчать про те, що перезамикання магнітних ліній є головною рушійною силою спалахів на Сонці, корональних викидів маси, магнітних буревіїв і аврор, що спостерігаються на північному і південному полюсах. Хоча вчені вивчали перезамикання в лабораторії і в космосі майже півстоліття, MMS вперше дозволила їм безпосередньо спостерігати, як проходить цей процес.
Багаторівнева місія з вивчення магнітосфери - це чотири ідентичні супутники, що утворюють піраміду на краю магнітного поля Землі. Космічні апарати, розташовані на відстані 10 км один від одного збирають інформацію про рух електронів кожні 30 мілісекунд за допомогою 25 сенсорів. Для порівняння, попередник MMS, система Cluster II, робила вимірювання тільки раз на 3 секунди - тобто, в сто разів рідше. З моменту запуску 13 березня 2015 року супутники MMS здійснили понад чотири тисячі прольотів через кордон магнітосфери і отримали найточніші спостереження перезамикання за всю історію.
"Ступінь деталізації дозволяє бачити те, що раніше було розмито, - говорить Дрейк. - З трисекундним інтервалом Cluster II зафіксувати перезамикання магнітних ліній було неможливо. Але якість даних MMS просто приголомшлива ". Просто спостерігати перезамикання - вже велике досягнення. Однак важлива мета MMS - вивчити цей процес докладно і, зокрема, зрозуміти, чому в деяких випадках перезамикання магнітних ліній носить вибуховий характер, в деяких - рівномірний, а часом взагалі не відбувається. «Багато десятиліть залишаються загадкою, як поводяться електрони і як взаємодіють два магнітних поля», - говорить провідний дослідник місії Джим Берч (Jim Burch).
Дослідження фізики перезамикання наблизить вчених до розуміння космічної погоди. Крім того, вивчення магнітного поля планети допоможе зрозуміти й інші астрофізичні феномени, в тому числі нейтронні зірки з незвично сильним магнітним полем - магнетари. «Розуміння перезамикання має відношення до цілої низки наукових питань у галузі фізики Сонця та астрофізики», - підтверджує Марк Свісдак (Marc Swisdak), молодший науковий співробітник Мерілендського університету.
