Žemės magnetinis laukas sukuria barjerą, prilaikantį Saulės vėjo daleles. Magnetinis persijungimas – reiškinys, kai sulinkusios magnetinio lauko linijos staiga susijungia kitaip – gali atverti dalelėms kelią pasiekti Žemės ašigalių apylinkes per piltuvo formos sritis, vadinamas smailėmis (angl. cusps). Iki šiol šį tą žinojome apie santykinai lėtai judančių teigiamai įkrautų dalelių – protonų ir kitų jonų – judėjimą pro smailes, tačiau daug greitesnių elektronų skrydžiai liko paslaptingi.
Asociatyvi „Pixabay“ nuotr.
Dabar astronomai, naudodami palydovų-dvynių misiją TRACERS, detaliausiai iki šiol užfiksavo, kaip Saulės energija prasiskverbia į Žemės aplinką.
2025 metų liepą paleisti palydovai skrieja žemojoje Žemės orbitoje, matuodami elektronų, jonų ir plazmos savybes sąveikos tarp Saulės ir Žemės zonose. Elektronai čia veikia kaip itin greiti pasiuntiniai: dėl menkos masės ir didelės energijos jie pirmieji „praneša“ apie magnetinį persijungimą, vykstantį maždaug 48 000 kilometrų atstumu Žemės magnetinio burbulo pakraštyje, dar prieš atvykstant pagrindinei medžiagos ir energijos bangai.
Tyrėjai išnagrinėjo 149 smailės kirtimus, iš kurių 57 pasižymėjo elektronų dispersijai būdingais signalais ties smailės riba artimesne pusiaujui. Tai tarsi priekinis jos kraštas, kur Saulės vėjo energija pirmiausia pasiekia jonosferą. Dispersija yra reiškinys, kai skirtingos energijos dalelių trajektorijos nukrypsta skirtingai, todėl greitesnės dalelės pasiekia smailę kitoje vietoje nei lėtesnės. Jonų dispersija gana plati, todėl ir neblogai išmatuota jau seniau, o elektronai disperguoja nežymiai, tad ankstesni prietaisai šio reiškinio ištirti nepajėgė.
TRACERS stebėjimai parodė, kad elektronų dispersija ties šiaurinės smailės riba priklauso nuo tarpplanetinio magnetinio lauko krypties. Kai šis laukas nukreiptas į pietus, dispersija aptinkama maždaug kas antrą kartą, o kai į šiaurę – praktiškai niekada.
Tokia tendencija gerai dera su hipoteze, kad dispersiją sukelia būtent dieninėje pusėje vykstantis magnetinis persijungimas ir plazmos konvekcija. Be to, keli pavieniai dispersijos signalai rodo smulkaus mastelio erdvinį ir laikinį magnetinio persijungimo kintamumą – tai padės suprasti, ar šis procesas vyksta nepertraukiamai, ar epizodiškai. Geresnis šių procesų supratimas yra svarbus prognozuojant kosminius orus, kurie gali pakenkti palydovams ir technologijoms Žemėje.
Tyrimo rezultatai publikuojami „Geophysical Research Letters“.
