Beribu batu di atas Bumi, cuaca ruang angkasa mengatur. Ini adalah tempat yang kelihatan kosong dan sunyi - tempat di mana misteri yang disebut "plasma sejuk" telah banyak ditemukan dan mungkin mempunyai implikasi dengan hubungan kita dengan Matahari. Walaupun ia masih tersembunyi, para penyelidik Sweden telah mencipta kaedah baru untuk mengukur ion-ion sejuk dan bermuatan ini. Dengan bukti lebih banyak daripada yang difikirkan sekali, penemuan baru ini mungkin memberi kita petunjuk tentang apa yang berlaku di sekitar planet lain dan satelit semula jadi mereka.
"Semakin banyak anda mencari ion dengan tenaga rendah, semakin banyak yang anda dapati," kata Mats Andre, seorang profesor fizik angkasa di Institut Fizik Angkasa Sweden di Uppsala, Sweden, dan pemimpin pasukan penyelidikan yang penemuannya telah diterima penerbitan dalam Geophysical Research Letters, jurnal Kesatuan Geofizik Amerika. "Kami tidak tahu berapa banyak yang ada di luar sana. Ia lebih daripada yang saya fikirkan. "
Dari mana asalnya enigma ini? Ion bertenaga rendah bermula di bahagian atas atmosfer kita yang disebut ionosfera. Di sini tenaga suria dapat melepaskan elektron dari molekul, meninggalkan atom seperti oksigen dan hidrogen dengan muatan positif. Walau bagaimanapun, secara fizikal mencari ion-ion ini bermasalah. Walaupun penyelidik tahu bahawa mereka berada di ketinggian kira-kira 100 kilometer (60 batu), Andre dan rakannya Chris Cully menjadikan laman web mereka lebih tinggi - pada jarak antara 20.000 hingga 100,000 km (12,400 hingga 60,000 mi). Di pinggir, jumlah ion sejuk bervariasi antara 50 hingga 70% ... membentuk sebahagian besar jisim ruang.
Namun, itu bukan satu-satunya tempat plasma sejuk ditemui. Menurut data dan pengiraan satelit penyelidikan, zon ketinggian tinggi tertentu mempunyai ion tenaga rendah secara berterusan. Sejauh yang terdengar, pasukan juga telah mengesannya pada ketinggian 100,000 km! Menurut Andre, menjumpai begitu banyak ion yang agak sejuk di rantau ini sangat mengejutkan kerana terdapat banyak tenaga yang memukul ketinggian bumi dari angin suria - plasma panas kira-kira 1.000 kali lebih panas daripada yang dianggap Andre sebagai sejuk. Sejuk bagaimana? "Ion bertenaga rendah memiliki tenaga yang sesuai dengan sekitar 500,000 darjah Celsius (sekitar satu juta derajat Fahrenheit) pada ketumpatan gas khas yang terdapat di Bumi. Tetapi kerana ketumpatan ion di ruang angkasa sangat rendah, satelit dan kapal angkasa dapat mengorbit tanpa meletup. ”
Menentukan ion bertenaga rendah ini dan mengukur berapa banyak bahan yang meninggalkan atmosfer kita telah menjadi tugas sukar difahami. Bengkel Andre adalah satelit dan salah satu daripada empat kapal angkasa CLUSTER Badan Angkasa Eropah. Ia menempatkan pengesan yang dibuat dari dawai halus yang mengukur medan elektronik di antara mereka semasa putaran satelit. Namun, ketika data dikumpulkan, para penyelidik menemui sepasang misteri - medan elektrik yang kuat di kawasan ruang yang tidak dijangka dan medan elektrik yang tidak berubah-ubah sama rata.
"Bagi seorang saintis, itu kelihatan sangat jelek," kata Andre. "Kami cuba mencari tahu apa yang salah dengan instrumen tersebut. Kemudian kami menyedari bahawa tidak ada yang salah dengan instrumen itu. " Apa yang mereka dapati membuka mata mereka. Plasma sejuk mengubah susunan medan elektrik di sekitar satelit. Ini membuat mereka menyadari bahwa mereka dapat menggunakan ukuran lapangan mereka untuk mengesahkan keberadaan plasma dingin. "Ini adalah kaedah yang bijak untuk mengubah had pengesan berasaskan kapal angkasa menjadi aset," kata Thomas Moore, saintis projek kanan untuk misi Magnetospheric Multiscale NASA di Pusat Penerbangan Angkasa Goddard di Greenbelt, Maryland. Dia tidak terlibat dalam penyelidikan baru.
Melalui teknik baru ini, sains dapat mengukur dan memetakan sampul plasma sejuk Bumi - dan mengetahui lebih lanjut mengenai bagaimana perubahan plasma panas dan sejuk semasa keadaan cuaca ruang yang melampau. Penyelidikan ini menunjukkan pemahaman yang lebih baik mengenai atmosfera selain daripada kita sendiri. Pada masa ini pengukuran baru menunjukkan kira-kira satu kilogram (dua paun) plasma sejuk keluar dari atmosfer Bumi setiap saat. Dengan mempunyai angka yang kukuh sebagai asas bagi kadar kehilangan, saintis mungkin dapat memodelkan apa yang menjadi atmosfer Mars - atau menjelaskan suasana di sekitar planet dan bulan lain. Ia juga dapat membantu dalam peramalan cuaca ruang yang lebih tepat - walaupun tidak mempengaruhi persekitaran itu sendiri. Ia adalah pemain utama, walaupun tidak menyebabkan kerosakan itu sendiri. "Anda mungkin ingin tahu di mana daerah tekanan rendah, untuk meramalkan ribut," kata Andre.
Memodenkan ramalan cuaca ruang angkasa ke tempat yang serupa dengan ramalan cuaca biasa, "bahkan tidak mungkin jika anda kehilangan sebahagian besar plasma anda," kata Moore, bersama NASA. Sekarang, dengan cara mengukur plasma sejuk, matlamat ramalan berkualiti tinggi adalah selangkah lebih dekat. "Ini adalah barang yang tidak dapat kita lihat dan tidak dapat dikesan, dan kemudian tiba-tiba kita dapat mengukurnya," kata Moore mengenai ion bertenaga rendah. "Sekarang anda benar-benar dapat mempelajarinya dan melihat apakah itu sesuai dengan teori."
Sumber Kisah Asal: Siaran Berita Persatuan Geofizik Amerika. Untuk Bacaan Lanjut: Ion tenaga rendah: Populasi zarah sistem suria yang sebelumnya tersembunyi.
