Il veicolo spaziale Cluster dell'ESA era nel posto giusto al momento giusto il 15 settembre 2001. La ricchezza di dati aiuterà gli scienziati a modellare meglio le interazioni tra la magnetosfera terrestre e il vento solare, nonché i campi magnetici attorno ad altre stelle e oggetti esotici con potenti campi magnetici.
La costellazione di veicoli spaziali dell'ESA Cluster ha colpito l'occhio di bue magnetico. I quattro veicoli spaziali circondavano una regione all'interno della quale il campo magnetico terrestre si stava spontaneamente riconfigurando.
Questa è la prima volta che una tale osservazione è stata fatta e offre agli astronomi una visione unica del processo fisico responsabile delle esplosioni più potenti che possono verificarsi nel Sistema Solare: la riconnessione magnetica.
Quando si osserva lo schema statico delle limature di ferro attorno a un magnete a barra, è difficile immaginare quanto possano essere mutevoli e violenti i campi magnetici in altre situazioni.
Nello spazio, diverse regioni del magnetismo si comportano in qualche modo come grandi bolle magnetiche, ognuna contenente gas elettrificato noto come plasma. Quando le bolle si incontrano e vengono unite, i loro campi magnetici possono rompersi e riconnettersi, formando una configurazione magnetica più stabile. Questa riconnessione di campi magnetici genera getti di particelle e riscalda il plasma.
Al centro di un evento di riconnessione, ci deve essere una zona tridimensionale in cui i campi magnetici si rompono e si riconnettono. Gli scienziati chiamano questa regione il punto nullo ma, fino ad ora, non sono mai stati in grado di identificarne uno positivamente, poiché richiede almeno quattro punti di misurazione simultanei.
Il 15 settembre 2001, i quattro veicoli spaziali Cluster stavano passando dietro la Terra. Volavano in una formazione tetraedrica con separazioni tra l'astronave di oltre 1 000 chilometri. Mentre volavano attraverso il magnetotail della Terra, che si estende dietro il lato notturno del nostro pianeta, circondarono uno dei punti nulli sospetti.
I dati restituiti dal veicolo spaziale sono stati ampiamente analizzati da un team internazionale di scienziati guidato dal Dr. C. Xiao della Chinese Academy of Sciences, il Prof. Pu della Peking University, il Prof. Wang della Dalian University of Technogy. Xiao e i suoi colleghi hanno usato i dati del Cluster per dedurre la struttura tridimensionale e le dimensioni del punto null, rivelando una sorpresa.
Il punto null esiste in una struttura a vortice inaspettata di circa 500 chilometri di diametro. "Questa dimensione caratteristica non è mai stata segnalata prima in osservazioni, teoria o simulazioni", affermano Xiao, Pu e Wang.
Questo risultato è un risultato importante per la missione del Cluster in quanto offre agli scienziati il loro primo sguardo al cuore stesso del processo di riconnessione.
In tutto l'Universo, si pensa che la riconnessione magnetica sia un processo fondamentale che guida molti potenti fenomeni, come i getti di radiazione visti fuggire da buchi neri distanti e i potenti bagliori solari nel nostro sistema solare che possono rilasciare più energia di un miliardo bombe atomiche.
Su una scala più piccola, la riconnessione al confine del campo magnetico terrestre consente il passaggio del gas solare, innescando un tipo specifico di aurora chiamato "aurora protonica".
Comprendere ciò che provoca la riconnessione magnetica aiuterà anche gli scienziati a cercare di sfruttare la fusione nucleare per la produzione di energia. Nei reattori a fusione tokamak, le riconfigurazioni magnetiche spontanee privano il processo della sua controllabilità. Comprendendo come i campi magnetici si riconnettono, gli scienziati della fusione sperano di essere in grado di progettare reattori migliori che impediscano che ciò avvenga.
Dopo aver identificato un punto nullo, il team spera ora di segnare i futuri occhi di bue per confrontare i nulli e vedere se il loro primo rilevamento possedeva una configurazione rara o comune.
Fonte originale: comunicato stampa ESA
