Ilustrația prezintă misiunile spațiale Cluster (de mai sus) și THEMIS (de mai jos) care zboară prin magnetosheatul pământului (regiunea turbulentă dintre vântul solar și magnetosfera planetei noastre)
Pentru prima dată, oamenii de știință au putut determina cât de mult este transferată energia de la scări mari la mici în magnetosheet - regiunea de graniță dintre vântul solar și bula magnetică protectoare a planetei noastre. Datele au fost colectate de Cluster și THEMIS de mai mulți ani. Analiza a arătat că turbulența este cheia, făcând procesul de 100 de ori mai eficient decât în vântul solar.
Planeta sistemului nostru este spălată de vântul solar - un curent supersonic de particule încărcate cu energie înaltă eliberate de către steaua principală. Mai multe planete, inclusiv ale noastre, se remarcă deoarece au un câmp magnetic - un obstacol în calea vântului solar.
Este contactul dintre câmpul magnetic al pământului și vântul stelar care creează structura complexă a magnetosferei. Acesta este un balon de protecție care protejează planeta de cele mai multe particule periculoase. Oamenii de știință au fost capabili să studieze suficient procesele fizice ale plasmei vântului solar și ale magnetosferei. Dar există încă întrebări despre relația dintre aceste două medii și regiunea turbulentă, numită magnetosheath.
Pentru a înțelege cum este transmisă energia de la vântul solar la magnetosferă, trebuie să înțelegem ce se întâmplă în magnetoshetă. În vântul stelar, turbulența afectează disiparea energiei de la scale la mici, unde particulele de plasmă se încălzesc și se accelerează la energii mai mari.
Au existat suspiciuni că același mecanism ar trebui să funcționeze pentru magnetosheat, dar acest lucru nu a putut fi verificat. Plasma magnetosferei este mai turbulentă, este mai expusă fluctuațiilor de densitate și este mai comprimată decât vântul solar. Prin urmare, oamenii de știință abia în ultimii ani au fost capabili să dezvolte granițele teoretice pentru studiul proceselor fizice într-un mediu similar.
Ilustrație schematică a procesului de cascadă energetică într-o plasmă turbulentă văzută în magnetosheatul pământului
Oamenii de știință au studiat volumul informațiilor obținute de grupurile de misiuni Cluster și THEMIS în perioada 2007-2011. Aplicând noile instrumente teoretice create, au avut un rezultat uimitor. S-a dovedit că densitatea și fluctuațiile magnetice cauzate de turbulența în magnetosferă măresc viteza cu care energia cade de la scări mari la mai mici de 100 de ori mai eficiente decât în vântul solar. Analiza arată că aproximativ 10-13 J de energie per m 3 este transmisă în fiecare secundă. În plus, cercetătorii au obținut o corelație empirică care leagă rata de disipare a energiei în magnetosheat cu oa patra putere de o magnitudine diferită folosită pentru a studia mișcarea lichidelor (numărul Mach turbulent).
Viteza este dificil de determinat dacă nu sunt utilizate sonde spațioase, dar numărul Mach este mai ușor de calculat folosind observații la distanță ale plasmei astrofizice situate în afara limitelor planetare.
Oamenii de știință așteaptă o comparație a descoperirilor lor cu măsurători ale plasmei în jurul altor planete solare. Acest lucru este posibil pentru misiunile lui Juno (Jupiter) și viitoarele zboruri spre luna lui Jupiter, precum și pentru BepiColombo.
