Kovodama su Saulės audromis, Žemė pakelia plazmos skydus

Žemė gali apie save sudaryti skydą, kad apsaugotų save nuo Saulės audrų. Pirmą kartą palydovai ir antžeminiai detektoriai užfiksavo, kaip planeta siunčia plazmos darinius, kurie padeda apsisaugoti nuo didžiulio kiekio elektringųjų Saulės dalelių. Atradimas patvirtina ilgai gyvavusią teoriją apie Žemės magnetinę aplinką ir suteikia mums planetos gynybos pažinimo būdą.

„Atradimas pakeitė mūsų nuomonę apie tai, kaip veikia sistema, – sako Joe Borovsky iš kosmoso mokslo instituto Kolorado valstijoje, kuris tyrime nedalyvavo. – Žemė nesėdi rankas sudėjusi priimdama viską, ką duoda Saulės vėjas, ji iš tikrųjų kovoja prieš tai.“

Žemę supa magnetinis burbulas, vadinamoji magnetosfera, sauganti mus nuo Saulės vėjo poveikio – elektringųjų dalelių (protonų, elektronų, alfa dalelių) plazmos srauto, sklindančio nuo Saulės.

Tačiau kartais Saulės magnetinio lauko linijas gali tiesiogiai susisieti su Žemės, dėl vadinamos magnetinės rekonekcijos proceso, atveriančio įtrūkius magnetosferoje. Dalelės gali judėti išilgai šių linijų link Žemės atmosferos, sudarydamos akinančias pašvaistes ar geomagnetines audras, galinčias paveikti navigacijos sistemas bei elektros tinklus.

Skydus pakelt!

Žemės viršutinėje atmosferoje esančias dujas jonizuoja ultravioletiniai Saulės spinduliai. Žemės magnetinis laukas yra nevienalytis, todėl kosmines daleles veikia kaip magnetinė gaudyklė. Dėl to aukštuosiuose atmosferos sluoksniuose ir virš jų susidaro dvi didelės toroido formos sritys, kuriose magnetinis laukas sulaiko į Žemę sklindančias kosmines daleles. Aplink planetą susidaro riestainio formos žiedas. Tos sritys vadinamos van Aleno žiedais. Ankstesni šios plazmosfero stebėjimais parodė, jog plazmos plumai atsiranda kaip tik šiame regione.

Iškelta teorija sako, kad ypač stiprus elektrinis laukas iš Saulės gali atplėšti plazmą nuo plazmosferos per magnetinį susijungimą, sukeldama plumą. Jei šis plumas pasiektų ribas tarp Žemės ir Saulės magnetinių laukų, tai sukurtų tankią buferinę zoną. Tai apsunkintų lauko linijų susijungimą ir naujų rekonekcijų formavimąsi.

Tačiau nors antžeminiai matavimai gali matyti besiformuojantį plazmos plumą, jų raiška nebuvo kol kas pajėgūs įrodyti, ar medžiaga pasiekia tas magnetines ribas.

Brianas Walshas iš NASA Goddardo kosminių skrydžių centro Grynbelte, Merilende, ir jo kolegos pagaliau teoriją patvirtino. 2013 sausį GPS davikliai užfiksavo viršutinės atmosferos elektronus ir susekė didesnio elektronų tankio gijas, besisukančias nuo šiaurės poliaus, o tai rodo, kad nurodydamas, jog plazmos plumas pasisuko į Saulę.

Žemiška tiesa

Tuo pačiu metu, trys NASA Themis zondai, suprojektuoti būtent Saulės audrų tyrimams, skrido per magnetinių laukų ribą tarp Saulės ir Žemės. Palydovai užfiksavo 100 kartų padidėjusį elektronų kiekį ties ribomis.

„Pirmą kartą galėjome stebėti visą ciklą šio plazmos judėjimo, besitęsiančio nuo atmosferos iki ribos tarp Žemės ir Saulės magnetinių laukų, – sako Walsh. – Tai pasireiškė minėtose ribose ir padeda mus apsaugoti, sulaikydamas Saulės audras.“
Ne kiekviena Saulės audra sukelia plazmos radioaktyvųjį plumą, o tai reiškia, kad antžeminiai stebėjimai tęsis, kad būtų galima suprasti šį reiškinį.

„Siekiant ištirti reiškinius palydovu, jie turi būti reikiamoje vietoje, tačiau antžeminės stotys gali matuoti šią medžiagą beveik nuolat, – sako Walshas. – Mes norime žinoti, kuomet būtent Žemė nutaria mus apsaugoti? Patvirtindami šią teoriją, galime tai išsiaiškinti.“