Koude Plasmaelaag Hoog Boven De Aarde Gedetecteerd

{h1}

Een laag koud plasma waarvan wordt gedacht dat deze hoog boven het aardoppervlak bestaat, is eindelijk gedetecteerd door satellieten die handtekeningen van elektrische velden zoeken. De detectie van de ionen zou wetenschappers kunnen helpen begrijpen hoe de oude atmosfeer van mars is verdwenen

Van koude, elektrisch geladen deeltjes wordt al lang gedacht dat ze tienduizenden kilometers boven het aardoppervlak bestaan, en nu hebben wetenschappers dergelijke ionen daar voor het eerst gedetecteerd. En ze zijn aanzienlijk meer overvloedig op die hoogten dan eerder gedacht.

Koud is natuurlijk een relatieve term. Hoewel deze energiezuinige ionen duizend keer koeler zijn dan wat onderzoekers zouden kunnen denken aan warm plasma, hebben deze deeltjes nog steeds een energie die overeenkomt met ongeveer 1 miljoen graden Fahrenheit (500.000 graden Celsius). Maar omdat de dichtheid van de "koude" ionen in de ruimte zo laag is, kunnen satellieten en ruimtetuigen er doorheen cirkelen zonder te worden vernietigd.

Wetenschappers hadden de ionen gedetecteerd op hoogten van ongeveer 100 kilometer, maar tientallen jaren lang wilden onderzoekers ze veel hoger opzoeken, tussen 12.400 en 60.000 mijl (20.000 en 100.000 km). Weten hoeveel koude ionen daar boven blijven, kunnen ons helpen beter te begrijpen hoe onze planeet interageert met stormen van geladen deeltjes van de zon - zoals degene die gisteren (24 januari) de planeet insloeg - die aurora's creëren, satellieten beschadigen en soms grote ravage aanrichten elektriciteitsnetten op aarde.

Het detecteren van koud plasma op die grote hoogte is echter moeilijk gebleken. Ruimtevaartuigen die ver omhoog een elektrische lading verzamelen, als gevolg van zonlicht waardoor ze de koude ionen afstoten.

De doorbraak kwam met een van de vier CLUSTER ruimtevaartuigen van het European Space Agency. Deze zijn uitgerust met een detector die bestaat uit dunne draadarmen die het elektrische veld ertussen meten wanneer de satelliet draait.

"Het is verrassend dat we de koude ionen helemaal hebben gevonden met ons instrument", vertelde onderzoeker Mats André, een ruimtewetenschapper aan het Zweedse instituut voor ruimte-fysica in Uppsala, aan OurAmazingPlanet. "Het was helemaal niet ontworpen om dit te doen, het was ontworpen om elektrische velden te observeren."

'Lelijke' elektrische velden

Twee mysterieuze trends verschenen toen de wetenschappers de gegevens van deze detectoren analyseerden - sterke elektrische velden doken op in onverwachte gebieden in de ruimte, en terwijl het ruimtevaartuig ronddraaide, fluctueerden de metingen van de elektrische velden niet op de soepel veranderende manier die onderzoekers verwachtten.

"Voor een wetenschapper zag het er nogal lelijk uit," zei André. "We hebben geprobeerd om erachter te komen wat er mis was met het instrument en toen beseften we dat er niets mis was met het instrument."

Hun bevindingen suggereren dat koud plasma de elektrische velden rond de satelliet beïnvloedt. Zodra de wetenschappers dit begrepen, konden ze meten hoeveel van de ooit verborgen ionen er waren.

"Hoe meer je op zoek gaat naar energiezuinige ionen, hoe meer je merkt," zei André. "We wisten niet hoeveel er was, het is meer dan ik zelfs dacht."

Een weergave van de Cluster-satelliet, ontworpen om elektrische velden te meten, die Andre en Cully gebruikten om energiezuinige ionen hoog boven de aarde te detecteren.

Een weergave van de Cluster-satelliet, ontworpen om elektrische velden te meten, die Andre en Cully gebruikten om energiezuinige ionen hoog boven de aarde te detecteren.

Krediet: European Space Agency

Hoewel de concentratie van de voorheen verborgen koude ionen varieert, ongeveer 50 tot 70 procent van de tijd vinden de onderzoekers dat ze het merendeel van de massa van hooggelegen zones uitmaken. Deze voorheen ongrijpbare energiezuinige ionen werden zelfs gedetecteerd op hoogten van ongeveer 60.000 mijl (100.000 km), ongeveer een derde van de afstand tot de maan. Het vinden van zoveel relatief koele ionen in die regio's is verrassend, omdat de zonnewind de hoogten van de aarde doet ontploffen.

"Het is verrassend dat er zoveel koude ionen waren," zei André. "Er zijn al heel lang hints en met het vorige ruimtevaartuig, maar ik denk niet dat iemand, niet ik, dacht dat deze koude, verborgen populatie zo grote volumes kon domineren, voor zo grote delen van de tijd."

Het verliezen van ionen

Ruimtefysici hebben moeite gehad om nauwkeurig te bepalen hoeveel ionen met lage energie de planeet verlaten. De nieuwe bevindingen suggereren dat ongeveer twee pond. (1 kilogram) koud plasma ontsnapt elke seconde uit de atmosfeer van de aarde.

Het kennen van die snelheid van verlies voor de aarde kan wetenschappers helpen beter uit te zoeken wat er is geworden in de atmosfeer van Mars, waarvan wordt gedacht dat het ooit dichter was en meer leek op dat van de aarde. De nieuwe resultaten van het koude plasma kunnen onderzoekers ook helpen bij het verklaren van atmosferische eigenschappen van andere planeten en manen, waaronder buitenaardse wezens of exoplaneten, zei André.

"Als iemand op een exoplaneet leeft, willen ze waarschijnlijk een atmosfeer die niet wegwaait", zei André.

Bovendien, terwijl wetenschappers verder koud plasma rond de aarde in kaart brengen, kunnen ze meer ontdekken over hoe het reageert tijdens zonnestormen en andere gebeurtenissen, waardoor we ons begrip van ruimteweer verdiepen. André vergeleek de zwaden van energiezuinige ionen met een lagedrukgebied in ons vertrouwde, nuchtere weer. "Misschien wil je weten waar het lagedrukgebied is, om een ​​storm te voorspellen," zei hij.

André en zijn collega Christopher Cully hebben hun bevindingen op 23 december gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com