Dünya'dan binlerce mil yukarıda, uzay hava kuralları. Görünüşte boş ve yalnız bir yer - “soğuk plazma” olarak adlandırılan bir gizemin bolca bulunduğu ve Güneş'le olan bağlantımızla ilgili sonuçları olabilen bir yer. Neredeyse gizli kalmasına rağmen, İsveçli araştırmacılar bu soğuk, yüklü iyonları ölçmek için yeni bir yöntem geliştirdiler. Bir zamanlar düşündüğünden daha fazla kanıtla, bu yeni bulgular bize diğer gezegenlerin ve doğal uydularının etrafında neler olduğuna dair ipuçları verebilir.
İsveç, Uppsala'daki İsveç Uzay Fiziği Enstitüsü'nde uzay fiziği profesörü ve bulguları kabul edilen araştırma ekibinin lideri Mats Andre “Düşük enerjili iyonları ne kadar çok ararsanız, o kadar çok bulursunuz” dedi. Amerikan Jeofizik Birliği dergisi, Jeofizik Araştırma Mektupları yayın. “Orada ne kadar olduğunu bilmiyorduk. Düşündüğümden bile daha fazla. ”
Bu muamma nereden geliyor? Düşük enerjili iyonlar atmosferimizin üst bölümünde iyonosfer olarak adlandırılır. Burada güneş enerjisi, oksijen ve hidrojen gibi atomları pozitif bir yük ile bırakarak moleküllerden elektronları çıkarabilir. Bununla birlikte, bu iyonları fiziksel olarak bulmak sorunlu olmuştur. Araştırmacılar yaklaşık 100 kilometre (60 mil) rakımda bulunduklarını biliyorken, Andre ve meslektaşı Chris Cully sitelerini 20.000 ila 100.000 km arasında (12.400 ila 60.000 mi) daha yükseğe yerleştirdiler. Kenarda, soğuk iyonların miktarı% 50 ila% 70 arasında değişir ... uzay kütlesinin çoğunu oluşturur.
Ancak, soğuk plazmanın bulunduğu tek yer bu değil. Araştırma uydu verilerine ve hesaplamalarına göre, bazı yüksek irtifa bölgeleri sürekli olarak düşük enerjili iyonları barındırır. Göründüğü kadar getirildiğinde, takım onları 100.000 km yükseklikte tespit etti! Andre'ye göre, bu bölgelerde bu kadar çok görece serin iyon keşfetmek şaşırtıcı çünkü Dünya'nın güneş rüzgârından yüksek rakımlarına çarpan çok fazla enerji var - Andre'nin soğuk olarak düşündüğünden 1000 kat daha sıcak bir plazma. Ne kadar soğuk? “Düşük enerjili iyonlar, Dünya'da bulunan tipik gaz yoğunluklarında yaklaşık 500.000 Santigrat dereceye (yaklaşık bir milyon Fahrenheit) karşılık gelen bir enerjiye sahiptir. Ancak uzaydaki iyonların yoğunluğu çok düşük olduğu için uydular ve uzay araçları alevlere çarpmadan yörüngede kalabilirler. ”
Bu düşük enerjili iyonları belirlemek ve atmosferimizden ne kadar malzeme çıktığını ölçmek zor bir görevdir. Andre’nin atölyesi bir uydu ve dört Avrupa Uzay Ajansı CLUSTER uzay aracından biridir. Uydu rotasyonu sırasında aralarındaki elektronik alanı ölçen ince bir telden oluşturulmuş bir dedektör barındırır. Bununla birlikte, veriler toplandığında, araştırmacılar bir çift gizem buldular - beklenmedik alanlardaki güçlü elektrik alanları ve eşit olarak dalgalanmayan elektrik alanları.
“Bir bilim adamına göre oldukça çirkin görünüyordu,” dedi Andre. “Enstrümanda neyin yanlış olduğunu anlamaya çalıştık. Sonra enstrümanda yanlış bir şey olmadığını fark ettik. ” Buldukları şey gözlerini açtı. Soğuk plazma uyduyu çevreleyen elektrik alanlarının yerleşimini değiştiriyordu. Bu, soğuk plazma varlığını doğrulamak için alan ölçümlerini kullanabileceklerini fark etmelerini sağladı. NASA’nın Greenbelt, Maryland'deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi’ndeki Magnetosferik Çok Ölçekli görevi için kıdemli proje bilim adamı Thomas Moore, “Bu, uzay aracı tabanlı bir dedektörün sınırlamalarını varlıklara dönüştürmenin akıllıca bir yolu” dedi. Yeni araştırmaya dahil değildi.
Bu yeni tekniklerle bilim, Dünya’nın soğuk plazma zarfını ölçüp haritalandırabilir ve aşırı uzay hava koşullarında hem sıcak hem de soğuk plazmanın nasıl değiştiği hakkında daha fazla bilgi edinebilir. Bu araştırma bizimkinden farklı ortamların daha iyi anlaşılmasına işaret ediyor. Şu anda yeni ölçümler, her saniyede Dünya atmosferinden bir kilogram (iki pound) soğuk plazma kaçtığını gösteriyor, Kayıp oranının temeli olarak sağlam bir figür elde ederek, bilim adamları Mars atmosferine ne olduğunu modelleyebilir - veya açıklayabilir diğer gezegenlerin ve uyduların etrafındaki atmosfer. Ayrıca, çevrenin kendisini doğrudan etkilemese bile, daha doğru alan hava tahminine yardımcı olabilir. Hasarın kendisine neden olmasa bile önemli bir oyuncu. Andre, “Bir fırtınayı tahmin etmek için düşük basınç alanının nerede olduğunu bilmek isteyebilirsiniz” dedi.
NASA ile Moore, sıradan hava tahminine benzer bir yerdeki hava tahmini için modernizasyonu “plazmanın çoğunu kaçırırsanız uzaktan bile mümkün değildi” dedi. Şimdi, soğuk plazmayı ölçmenin bir yolu ile, yüksek kaliteli tahminlerin hedefi bir adım daha yakın. Moore, göremediğimiz ve tespit edemediğimiz şeyler, ve sonra aniden ölçebildik, ”dedi Moore düşük enerjili iyonlardan. “Şimdi bunu inceleyebilir ve teorilere uygun olup olmadığını görebilirsiniz.”
Orijinal Hikaye Kaynak: Amerikan Jeofizik Birliği Haber Bülteni. İleri Okuma için: Düşük enerjili iyonlar: Önceden gizlenmiş bir güneş sistemi parçacık popülasyonu.
