Kredit gambar: NASA
Penyelidikan baru menunjukkan bahawa elektron dapat melayari gelombang magnetik yang didorong oleh angin suria, dan dipercepat sehingga mereka dapat menyebabkan beberapa kerusakan serius pada kapal angkasa yang mengorbit Bumi. Prosesnya adalah hasil interaksi antara medan magnet Bumi dan turun naik dalam ketumpatan angin suria. Apabila ketumpatan angin suria berubah, ia menyebabkan gelombang di medan magnet bergelombang kembali ke Bumi. Elektron dapat terperangkap dalam riak ini dan melayari kembali ke Bumi dengan begitu cepat sehingga dapat merosakkan elektronik halus di angkasa.
Elektron "pembunuh" yang mampu mendatangkan malapetaka pada kapal angkasa yang mengorbit dapat "melayari" gelombang magnet yang digerakkan oleh angin suria, menurut sepasukan saintis ruang angkasa.
Pasukan dari Universiti Boston dan Pentadbiran Lautan dan Atmosfera Nasional (NOAA) menggabungkan pemerhatian dari kapal angkasa NASA dan NOAA untuk mengenal pasti fenomena yang menerangkan bagaimana angin suria membuat gelombang di medan magnet Bumi (magnetosfera). Elektron biasa yang mengorbit Bumi di tali pinggang radiasi Van Allen mungkin melambai gelombang, mempercepat hampir dengan kelajuan cahaya, dengan tenaga 300-500 kali lebih besar daripada elektron di layar televisyen.
Angin suria adalah aliran zarah bermuatan elektrik yang ditiup terus dari Matahari. Magnetosfera adalah rongga yang terbentuk ketika angin suria bertemu medan magnet Bumi. Apabila kepadatan angin suria tinggi dan melawan magnetosfera, magnetosfera dimampatkan. Apabila kepadatan angin rendah, magnetosfera mengembang. Para penyelidik mendapati bahawa angin suria mengandungi struktur berkala berkepadatan tinggi dan rendah, mendorong tindakan "bernafas" berkala dari magnetosfera dan generasi gelombang global.
Telah diketahui bahawa jika frekuensi gelombang ini sepadan dengan frekuensi elektron dalam pergerakannya di tali pinggang Van Allen, elektron dapat dipercepat, meningkatkan tenaga mereka dengan ketara. Prosesnya serupa dengan boogyboarder yang menangkap gelombang. Sebilangan elektron "naik gelombang" dan memperoleh banyak tenaga sehingga mereka dapat merosakkan kapal angkasa yang mahal.
"Sekiranya kita dapat mengesahkan ini sebagai mekanisme penting untuk membuat gelombang yang mempercepat elektron 'pembunuh', maka para saintis yang menggunakan data dari satelit seperti Wind dapat mengembangkan peringatan awal bagi operator kapal angkasa bahawa kapal angkasa mereka mungkin berada dalam bahaya pendedahan radiasi yang berlebihan dan merosakkan, "Kata Dr. Barbara Giles, saintis projek kapal angkasa Polar di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard NASA, Greenbelt, Md.
Apabila elektron menjadi energik, mereka dapat menembusi ke bahagian dalam kapal angkasa. Setelah masuk ke dalam bahagian elektronik, mereka membina elektrik statik yang dapat membuat pintasan pada bahagian kritikal atau meletakkan kapal angkasa ke mod operasi yang buruk.
"Apa yang baru dan menarik dari penyelidikan ini adalah bahawa orang selalu mencari mekanisme dalaman untuk magnetosfera untuk menghasilkan gelombang ini," kata Dr. Larry Kepko, rakan penyelidikan di Universiti Boston dan penulis utama dua makalah mengenai penyelidikan ini, satu yang diterbitkan dalam Jurnal Penyelidikan Geofizik pada bulan Jun 2003 dan yang lain dalam Surat Penyelidikan Geofizik pada tahun 2002. "Tetapi di sini kita telah menemui mekanisme luaran - angin suria itu sendiri."
Satelit Polar dan Angin NASA, bersama dengan Satelit Lingkungan Operasi Geostationary (GOES) NOAA, memberikan pemerhatian utama yang membawa pasukan ke kesimpulan ini. Polar mengesahkan bahawa ombaknya tidak tempatan, tetapi global. Satelit Angin adalah sumber utama untuk mengenal pasti struktur ketumpatan di angin suria yang menggerakkan magnetosfera. GOES memberikan data mengenai magnetosfera Bumi ketika ia bertambah dan berkurang dari segi ukuran.
"Kami sudah tahu bahawa angin suria mempunyai struktur ketumpatan dan gelombang magnetik dapat mempercepat elektron," kata Dr Harlan Spence, profesor astronomi bersekutu di Boston University dan pengarang bersama dua makalah mengenai penyelidikan ini. "Yang tidak kita ketahui ialah struktur angin suria boleh berkala dan menggerakkan gelombang magnet. Pemerhatian baru ini dapat memberikan hubungan yang hilang antara keduanya. "
Sumber utama struktur angin suria yang baru ditemui ini masih menjadi misteri, tetapi pasukan itu membuat spekulasi bahawa Matahari mungkin memainkan peranan langsung. "Variasi ketumpatan angin suria sebagian dikendalikan oleh pola penyambungan semula magnet, memutar dan mematikan garis medan magnet, di permukaan Matahari," kata Dr. Kepko. "Penyambungan semula yang berlaku secara sistematik dan berkala dapat menghasilkan struktur ketumpatan berkala yang diperhatikan dalam angin suria. Terdapat beberapa bukti bahawa ini mungkin berlaku, tetapi penyelidikan lebih lanjut diperlukan untuk mewujudkan hubungan pasti. "
Tali pinggang radiasi Van Allen ditemui pada tahun 1958 oleh Dr. James Van Allen dan pasukannya di University of Iowa bersama Explorers 1 dan 3, satelit pertama yang berjaya dilancarkan oleh Amerika Syarikat. Mereka adalah tali pinggang zarah bermuatan elektrik yang terperangkap oleh medan magnet Bumi. Oleh kerana zarah-zarah tersebut diisi elektrik (kebanyakannya proton dan elektron), mereka merasakan daya magnet dan terpaksa berpusing di sekitar garis daya magnet yang tidak kelihatan yang merangkumi medan magnet Bumi. Sebenarnya terdapat dua tali pinggang berbentuk donat dalam sistem Van Allen, satu di antara yang lain dengan Bumi di "lubang" tali pinggang dalam. Tali pinggang dalam, terdiri daripada proton berkelajuan tinggi, terletak pada ketinggian antara 430 dan 7.500 batu (sekitar 700 hingga 12.000 km) di atas Bumi. Tali pinggang luar diperbuat daripada elektron berkelajuan tinggi dan muncul pada ketinggian antara 15,500 hingga 25,000 batu (sekitar 25,000 hingga 40,000 km) di atas Bumi. Pengendali kapal angkasa cuba menghindari orbit di wilayah ini, tetapi kadang-kadang ketinggian ini paling sesuai untuk misi tertentu, atau kapal angkasa mesti melewati tali pinggang semasa bahagian orbitnya atau melarikan diri dari Bumi sepenuhnya.
Satelit Polar dan Angin NASA, bersama-sama dikenal sebagai "Program Sains Geospace Global," didedikasikan untuk membantu para saintis memahami bagaimana zarah dan tenaga dari Matahari mengalir melalui, dan berinteraksi dengan, persekitaran ruang Bumi.
NOAA didedikasikan untuk mengumpulkan data mengenai lautan, atmosfer, ruang, dan Matahari. Sistem satelit GOESnya adalah elemen asas untuk pemantauan dan ramalan cuaca A.S. Howard Singer dari NOAA adalah pengarang bersama ketiga pada makalah tahun 2002 mengenai penyelidikan ini.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
