Preciznija predviđanja svemirskog vremena i sigurnija satelitska navigacija kroz radijacijske pojaseve mogli bi jednog dana biti rezultat novih uvida u „svemirske talase“, izvestili su istraživači sa Univerziteta Embri-Riddle Aeronautical.
Najnovije istraživanje grupe, objavljeno 4. maja 2023. u časopisu Nature Communications, pokazuje da sezonske i dnevne varijacije u magnetnom nagibu Zemlje, prema ili udaljenom od Sunca, mogu izazvati promene u svemirskim talasima velikih talasnih dužina.
Ovi talasi lomljenja, poznati kao Kelvin-Helmholcovi talasi, javljaju se na granici između sunčevog vetra i Zemljinog magnetnog štita. Talasi se dešavaju mnogo češće oko prolećne i jesenje sezone, izvestili su istraživači, dok je aktivnost talasa slaba oko leta i zime.
Dok plazma ili solarni vetar struji sa Sunca brzinom do 1 milion milja na sat, on gura energiju, masu i impuls ka magnetnom štitu planete. Takođe pokreće svemirske talase.
Sunčev vetar koji se brzo kreće ne može da prođe direktno kroz Zemljin magnetni štit, tako da grmi duž magnetosfere, pokrećući Kelvin-Helmholcove talase sa masivnim vrhovima do 15.000 kilometara (km) visokim i 40.000 km dugim.
„Preko ovih talasa, čestice plazme solarnog vetra mogu da se šire u magnetosferu, što dovodi do varijacija u fluksu energetskih čestica u pojasu zračenja — regionima opasnog zračenja — što može uticati na bezbednost astronauta i satelitske komunikacije“, rekao je dr Šiva Kavosi, naučni saradnik u Embri-Riddle i prvi autor Nature Communications papira. „Na terenu, ovi događaji mogu uticati na električne mreže i sisteme za globalno pozicioniranje.
Opisivanje svojstava svemirskih talasa i mehanizama koji uzrokuju njihovo intenziviranje ključno je za razumevanje i predviđanje svemirskog vremena, rekao je Kavosi: „Svemirski vremenski događaji predstavljaju sve veću pretnju, ali u mnogim slučajevima ne razumemo tačno šta to kontroliše. Svaki napredak koji možemo da postignemo u razumevanju mehanizama koji stoje iza kosmičkih vremenskih poremećaja poboljšaće našu sposobnost da dajemo prognoze i upozorenja.“
Pokušavajući da razumeju uzroke sezonskih i dnevnih varijacija geomagnetne aktivnosti, istraživači na terenu izneli su nekoliko različitih hipoteza. Na primer, efekat Rasel-Mekferona (R-M), koji je prvi put opisan 1973. godine, objašnjava zašto su aurore češće i svetlije u proleće i jesen, na osnovu interakcije nagiba Zemljinog dipola i malog magnetnog polja u blizini Sunčevog ekvatora.
„Još uvek nemamo sve odgovore“, rekla je dr Katarina Nikiri, profesorka fizike i pomoćnica direktora Centra za svemirska i atmosferska istraživanja u Embri-Ridlu, „ali naš rad pokazuje da R-M efekat nije jedini objašnjenje za sezonske varijacije geomagnetnih aktivnosti. Događaji vođeni ravnodnevnicom, zasnovani na nagibu Zemljinog dipola, i R-M efekti mogli bi da funkcionišu istovremeno.“
U budućnosti, dodao je Nikiri, sazvežđa svemirskih letelica u solarnom vetru i magnetosferi mogla bi potpunije da objasne komplikovanu fiziku svemirskih vremenskih pojava na više nivoa. „Takav sistem bi omogućio napredna upozorenja na vremenske prilike u svemiru kako bi se operateri informisali o lansiranju raketa i električnim mrežama“, rekla je ona.
U radu se zaključuje da „aktivnost KH talasa pokazuje sezonske i dnevne varijacije, što ukazuje na kritičnu ulogu nagiba dipola u modulaciji KHI preko magnetopauze u funkciji vremena.“
Istraživački članak, „Sezonske i dnevne varijacije Kelvin-Helmholcove nestabilnosti u zemaljskoj magnetopauzi,” su napisali istraživači Embri-Riddle Nikiri i Kavosi; C.J. Farrugia i Jimmi Raedar sa Univerziteta Nju Hempšir, Institut za proučavanje Zemlje, okeana i svemira; i J.R. Johnson sa Univerziteta Andrevs.
