Mechanizm odpowiedzialny za przyśpieszanie elektronów i protonów oraz za grzanie plazmy w falach uderzeniowych powstających w rozrzedzonym zjonizowanym gazie (plazmie) odkryli naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie i z Uniwersytetu Strathclyde w Glasgow.
Jak podano w komunikacie CBK PAN, w atmosferze Ziemi fale uderzeniowe albo szoki akustyczne powstają wtedy, gdy szybko poruszający się obiekt, np. samolot odrzutowy, przekracza prędkość dźwięku. W kosmosie sytuacja jest odwrócona i to zwykle ośrodek w postaci rozrzedzonej plazmy porusza się szybciej niż dźwięk magnetyczny względem przeszkód, wokół których tworzy się stacjonarna fala uderzeniowa, zwana szokiem plazmowym.
Najlepiej znanym szokiem kosmicznym jest szok magnetosferyczny - utworzony w odległości trzynastu promieni ziemskich w wypływającym ze Słońca z prędkością 500 km/s wietrze słonecznym.
Odkryty mechanizm jest związany z tzw. chaosem deterministycznym, spowodowanym przez silne zmiany pola magnetycznego i elektrycznego, które w sposób losowy zmieniają trajektorie cząstek naładowanych.
"Przełom w zrozumieniu tych procesów był możliwy dzięki wykorzystaniu pomiarów z konstelacji czterech satelitów tworzących zarządzaną przez NASA Multiscale Magnetospheric mission" - wyjaśnia prof. Krzysztof Stasiewicz, kierownik projektu.
Szok magnetosferyczny stanowi pierwszą barierę zatrzymującą wiatr słoneczny. Bez osłony magnetosferycznej wiatr słoneczny prowadzi do „wypłukania” i zaniku atmosfery, co nastąpiło m.in. na Merkurym i Marsie. Silniejsze szoki powstają podczas wybuchu gwiazd supernowych, gdzie tworzą się pierwiastki cięższe niż żelazo, np. miedź, cynk, krypton. Szoki przyspieszają też do bardzo wysokich energii cząstki tworzące promieniowanie kosmiczne.
"Nad problemem przyśpieszania cząstek na szokach pracowali (nieskutecznie) najlepsi fizycy na świecie, co świadczy o randze tego odkrycia" - podkreśla prof. Zbigniew Kłos.
Więcej na ten temat na stronie CBK PAN.
Nauka w Polsce
kol/ bar/
