Schizzo delle diverse regioni della magnetosfera terrestre. clicca per ingrandire
I veicoli spaziali a grappolo dell'ESA erano nel posto giusto al momento giusto quando hanno volato attraverso una regione del campo magnetico terrestre che accelera gli elettroni a circa 1/100 della velocità della luce. La regione è chiamata regione di diffusione elettronica; un confine di pochi chilometri tra il campo magnetico terrestre e il sole. Nel corso di un'ora, i veicoli spaziali sono stati inghiottiti in una regione di diffusione elettronica, mentre il vento solare faceva spostare questo strato avanti e indietro.
I satelliti del Cluster dell'ESA hanno attraversato regioni del campo magnetico terrestre che accelerano gli elettroni fino a circa un centesimo della velocità della luce. Le osservazioni presentano agli scienziati del Cluster il loro primo rilevamento di questi eventi e danno loro uno sguardo ai dettagli di un processo universale noto come riconnessione magnetica.
Il 25 gennaio 2005, i quattro veicoli spaziali Cluster si trovarono nel posto giusto al momento giusto: una regione dello spazio nota come regione di diffusione elettronica. È un confine spesso pochi chilometri che si verifica a un'altitudine di circa 60.000 chilometri sopra la superficie terrestre. Segna la frontiera tra il campo magnetico terrestre e quello del sole. Il campo magnetico del Sole viene trasportato sulla Terra da un vento di particelle cariche elettricamente, noto come vento solare.
Una regione di diffusione elettronica è come un interruttore elettrico. Quando viene capovolto, utilizza l'energia immagazzinata nei campi magnetici del Sole e della Terra per riscaldare le particelle cariche elettricamente nelle sue vicinanze a grandi velocità. In questo modo, avvia un processo che può portare alla creazione dell'aurora sulla Terra, in cui particelle cariche in rapido movimento si scontrano con gli atomi atmosferici e le fanno brillare.
C'è anche un lato più sinistro delle regioni di diffusione elettronica. Le particelle accelerate possono danneggiare i satelliti scontrandosi con loro e causando l'accumulo di cariche elettriche. Questi cortocircuiscono e distruggono le apparecchiature sensibili.
Diciannove volte in un'ora, il quartetto del Cluster si trovò avvolto in una regione di diffusione elettronica. Questo perché il vento solare stava migliorando lo strato limite, facendolo muovere avanti e indietro. Ogni attraversamento della regione di diffusione elettronica è durato solo 10-20 millisecondi per ogni veicolo spaziale e tuttavia uno strumento unico, noto come Electron Drift Instrument (EDI), era abbastanza veloce da misurare gli elettroni accelerati.
L'osservazione è importante perché fornisce le misurazioni più complete di una regione a diffusione elettronica. “Nemmeno i migliori computer al mondo possono simulare regioni di diffusione elettronica; semplicemente non hanno la potenza di calcolo per farlo ", afferma Forrest Mozer, Università della California, Berkeley, che ha guidato le indagini sui dati del Cluster.
I dati forniranno preziose informazioni sul processo di riconnessione magnetica. Il fenomeno si verifica in tutto l'Universo su molte scale diverse, ovunque ci siano campi magnetici aggrovigliati. In queste situazioni complesse, i campi magnetici occasionalmente collassano in configurazioni più stabili. Questa è la riconnessione e rilascia energia attraverso le regioni di diffusione elettronica. Sul Sole, la riconnessione magnetica guida i brillamenti solari che occasionalmente rilasciano enormi quantità di energia sopra le macchie solari.
Questo lavoro può anche avere un impatto importante sulla soluzione dei bisogni energetici sulla Terra. I fisici nucleari che cercano di costruire generatori di fusione tentano di creare campi magnetici stabili nei loro reattori ma sono afflitti da eventi di riconnessione che rovinano le loro configurazioni. Se il processo di riconnessione può essere compreso, forse diventeranno chiari i modi per impedirlo nei reattori nucleari.
Tuttavia, ciò risiede ancora nel futuro. "Dobbiamo fare molta più scienza prima di comprendere appieno la riconnessione", afferma Mozer, il cui obiettivo è ora quello di capire quali condizioni del vento solare innescano gli eventi di riconnessione e le regioni di diffusione dell'elettrone associate viste da Cluster.
Fonte originale: ESA Portal
