Используя уникальные данные, собранные in situ при помощи миссии Cluster Европейского космического агентства, ученые пролили свет на непрерывно меняющийся «щит» Земли против космического излучения – ударную волну в магнитосфере – изучив детали механизма трансформации и распределения энергии этим космическим «ускорителем частиц» в пространстве.
В этом новом исследовании были использованы наблюдения, проведенные при помощи двух из четырех аппаратов миссии Cluster, которые движутся сквозь фронт ударной волны в тесном построении, находясь на расстоянии всего лишь 7 километров друг от друга.
Когда поток, движущийся со сверхзвуковой скоростью, встречает препятствие, формируется ударная волна. Ударная волна является прекрасным ускорителем частиц, поэтому в космосе ударные волны часто отвечают за формирование потоков самых высокоэнергетических частиц.
Ударная волна в магнитосфере Земли возникает под влиянием сверхзвуковых потоков солнечного ветра и является своеобразным барьером против этого губительного излучения. В новом исследовании группа ученых во главе с Эндрю Диммоком из Шведского института физики космоса в Уппсале проанализировала механизмы превращения одного вида энергии в другой в зоне ударной волны в магнитосфере Земли. Такой переход осуществляется за счет испускания волн в плазме, однако эти волны могут быть погашены, так же как это происходит при приближении морских волн к берегу.
Проанализировав данные, собранные при помощи двух аппаратов миссии Cluster, Диммок и его команда выяснили, что небольшие по масштабу структуры магнитных полей встречаются повсеместно на большом протяжении области ударной волны – и это указывает на то, что они играют ключевую роль в гашении волн в плазме и, таким образом, в превращениях энергии в этой части магнитосферы.
Исследование опубликовано в журнале Science Advances.
Иллюстрация к статье:
Обсуждение