Grafik yang mewakili kapal angkasa ACE dan Wind NASA dan ESA Cluster yang menemui jet zarah solar. Kredit gambar: UC Berkeley Klik untuk membesarkan
Sekumpulan penyelidik cuaca ruang angkasa NASA dan Agensi Angkasa Eropah memerhatikan jet besar zarah bermuatan elektrik di angin suria antara Matahari dan Bumi. Jet itu, sekurang-kurangnya 200 kali selebar Bumi, digerakkan oleh benturan medan magnet dalam proses yang disebut "penyambungan semula magnetik".
penyambungan semula magnet dalam angin suria
Jet ini adalah hasil pemecah zarah semula jadi yang mengerdilkan apa sahaja yang dibina di Bumi. Para saintis membina pemecut zarah sepanjang batu di Bumi untuk menghancurkan atom bersama-sama dalam usaha memahami undang-undang asas fizik.
Jet berkuasa penyambungan semula yang serupa berlaku di perisai magnet Bumi, menghasilkan kesan yang dapat mematikan kapal angkasa yang mengorbit dan menyebabkan ribut magnetik yang teruk di planet kita, kadang-kadang mengganggu stesen janakuasa.
Jet antarplanet yang baru ditemui jauh lebih besar daripada jet yang terdapat dalam pelindung magnet Bumi. Pemerhatian baru adalah pengukuran langsung pertama yang menunjukkan penyambungan semula magnet boleh berlaku pada skala besar.
Memahami penyambungan semula magnet adalah asas untuk memahami fenomena letupan di seluruh Alam Semesta, seperti suar suria (letupan milyar megaton di atmosfer Matahari), letupan sinar gamma (ledakan sinaran hebat dari bintang eksotik), dan peleburan nuklear makmal. Sama seperti gelang getah tiba-tiba tersentak apabila dipusingkan terlalu jauh, penyambungan semula magnetik adalah proses semula jadi di mana tenaga dalam medan magnet tertekan tiba-tiba dilepaskan apabila ia berubah bentuk, mempercepat zarah (ion dan elektron).
"Hanya dengan pengukuran yang diselaraskan oleh kapal angkasa sambungan Sun-Earth seperti ACE, Wind, dan Cluster kita dapat meneroka persekitaran ruang dengan perincian yang belum pernah terjadi sebelumnya dan dalam tiga dimensi," kata Dr. Tai Phan, pengarang utama hasil, dari University of California , Berkeley. "Lingkungan ruang angkasa dekat-Bumi adalah satu-satunya makmal semula jadi di mana kita dapat membuat pengukuran langsung dari fizik fenomena magnet yang meletup yang berlaku di seluruh Alam Semesta." Artikel Phan muncul sebagai artikel sampul di Nature pada 12 Januari.
Angin suria adalah aliran gas cair elektrik (terionisasi) yang cair yang bertiup berterusan dari Matahari. Kerana angin suria dicas elektrik, ia membawa medan magnet suria dengannya. Angin suria yang timbul dari tempat yang berlainan di Matahari membawa medan magnet yang menunjuk ke arah yang berbeza. Penyambungan semula magnet di angin suria berlaku apabila "kepingan" medan magnet yang berlawanan arah ditekan bersama. Dengan berbuat demikian, kepingan disambungkan untuk membentuk keratan rentas berbentuk X yang kemudian dimusnahkan, atau dipecahkan, untuk membentuk geometri garis magnet baru. Penciptaan geometri magnet yang berbeza menghasilkan jet zarah yang luas yang mengalir dari laman penyambungan semula.
Sehingga baru-baru ini, penyambungan semula magnet kebanyakannya dilaporkan di "magnetosfera" Bumi, perisai magnet semula jadi yang mengelilingi Bumi. Ia terdiri dari garis medan magnet yang dihasilkan oleh planet kita, dan melindungi kita dari aliran berterusan zarah-zarah bermuatan yang membentuk angin suria dengan memesongkannya. Walau bagaimanapun, apabila garis medan magnet antara planet yang dibawa oleh angin suria berada dalam arah yang berlawanan dengan garis medan magnet Bumi, penyambungan semula dipicu dan bahan suria dapat menembus perisai Bumi.
Beberapa peristiwa penyambungan semula sebelumnya yang diukur dalam magnetosfera Bumi menunjukkan bahawa fenomena itu secara semula jadi bersifat rawak dan tidak rata, yang memanjang tidak lebih dari beberapa puluh ribu kilometer (batu). Walau bagaimanapun, "Penemuan ini menyelesaikan perdebatan lama mengenai sama ada penyambungan semula secara intrinsik tidak betul, atau apakah ia dapat beroperasi di kawasan yang luas di ruang angkasa," kata Dr Jack Gosling dari University of Colorado, pengarang bersama di atas kertas dan pelopor dalam penyelidikan penyambungan semula di ruang angkasa.
Gambaran yang lebih luas mengenai penyambungan semula magnet muncul ketika enam kapal angkasa? empat kapal angkasa European Space Agency Cluster dan probe Advanced Composition Explorer (ACE) dan Wind NASA? terbang di angin suria di luar magnetosfera Bumi pada 2 Februari 2002 dan membuat penemuan peluang. Dalam jangka masa kira-kira dua setengah jam, semua kapal angkasa memerhatikan secara berurutan satu aliran besar zarah jet, selebar sekurang-kurangnya 2.5 juta kilometer (kira-kira 1.5 juta batu atau hampir 200 diameter Bumi), yang disebabkan oleh peristiwa penyambungan semula terbesar yang pernah ada diukur secara langsung.
"Sekiranya penyambungan semula yang diamati tidak sempurna, satu atau lebih kapal angkasa kemungkinan besar tidak akan mengalami aliran partikel yang dipercepat," kata Phan. "Tambahan pula, peristiwa penyambungan semula yang tidak kemas dan rawak akan mengakibatkan kapal angkasa yang berbeza mengesan jet yang diarahkan ke arah yang berbeza, yang tidak terjadi."
Oleh kerana kapal angkasa mengesan jet selama lebih dari dua jam, penyambungan semula mestilah hampir stabil sekurang-kurangnya jangka masa tersebut. 27 lagi peristiwa penyambungan semula berskala besar? dengan jet yang berkaitan - dikenal pasti oleh ACE dan Wind, empat di antaranya meluas lebih dari 50 diameter Bumi, atau 650,000 kilometer (kira-kira 400,000 batu). Berkat data tambahan ini, pasukan dapat menyimpulkan bahawa penyambungan semula angin suria harus dilihat sebagai fenomena yang berlanjutan dan stabil.
Peristiwa 2 Februari 2002 mungkin jauh lebih besar, tetapi kapal angkasa dipisahkan tidak lebih dari 200 diameter Bumi, jadi sejauh mana sebenarnya tidak diketahui. Dua misi NASA baru akan membantu mengukur ukuran sebenar peristiwa ini dan memeriksanya dengan lebih terperinci. Misi Solar Terestrial Relations Observatory (STEREO), yang dijadualkan dilancarkan pada bulan Mei atau Jun 2006, akan terdiri dari dua kapal angkasa yang mengorbit Matahari di seberang Bumi, dipisahkan sejauh 186 juta batu (hampir 300 juta kilometer). Misi utama mereka adalah untuk memerhatikan Coronal Mass Ejections, letusan milyar tan gas bermuatan elektrik dari Matahari, dalam tiga dimensi. Walau bagaimanapun, kapal angkasa juga akan dapat mengesan peristiwa penyambungan semula magnet yang berlaku di angin suria dengan instrumen yang mengukur medan magnet dan zarah-zarah bermuatan. Misi Magnetospheric Multi-Scale (MMS), yang dirancang untuk dilancarkan pada tahun 2013, akan menggunakan empat kapal angkasa yang serupa di pelbagai orbit Bumi untuk melakukan kajian terperinci mengenai penyebab penyambungan semula magnet di magnetosfera Bumi.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
