โดย แบรนดอน Specktor เผยแพร่มิถุนายน 05, 2018
สนามเซ็กซี่บาคาร่าแม่เหล็กของโลกตัดผ่านลมสุริยะที่รุนแรงเหมือนเรือแล่นผ่านน้ํา ในที่สุดนักวิทยาศาสตร์ก็อาจรู้ได้ (เครดิตภาพ: นาซา)ในขณะที่โลกแล่นผ่านทะเลสีดําของอวกาศด้วยความเร็วประมาณ 67,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (108,000 กม. / ชม.) สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์จะผลักลมสุริยะออกไปซึ่งเป็นกระแสคงที่ของอนุภาคพลาสมาที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์ – เช่นเดียวกับที่คันธนูของเรือยนต์ที่เร่งความเร็วจะผลักน้ําออกไป นักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ว่า “โบว์ช็อก” เนื่องจากมีความคล้ายคลึงกับเรือที่พุ่งผ่านคลื่นที่ดื้อรั้น
นักวิจัยสงสัยมานานแล้วว่าเราสามารถขอบคุณแรงกระแทกของคันธนูนี้ในการลดลมสุริยะที่แผดเผา
ให้กลายเป็นสายลมอ่อน ๆ ที่เรารู้สึกบนโลก แต่พวกเขาไม่รู้ว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ตอนนี้บทความใหม่ที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 31 พฤษภาคมในวารสาร Physical Review Letters ได้เพิ่มชิ้นส่วนขนาดอิเล็กตรอนสองสามพันล้านชิ้นให้กับปริศนา [อัลบั้มสายรุ้ง: หลายสีสันของดวงอาทิตย์]ในการศึกษาที่นําโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซาในรัฐแมริแลนด์นักวิทยาศาสตร์ได้เจาะลึกข้อมูลที่ได้จากดาวเทียมนาซาสี่ดวงที่ศึกษาเขตการชนกันระหว่างลมสุริยะและโล่แม่เหล็กของโลกตั้งแต่ปี 2558 พวกเขาพบว่าเมื่อลมสุริยะกระแทกกับแรงกระแทกของคันธนูของโลกอิเล็กตรอนสุริยะจะเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วจนแตกออกจากกันอย่างแท้จริงโดยแปลงพลังงานที่อาจทําลายล้างให้เป็นความร้อนที่ไม่มีพิษภัย
”เมื่อลมสุริยะพัดเข้าสู่สนามแม่เหล็กของโลกแรงกระแทกของคันธนูจะปกป้องเราด้วยการชะลอลมนี้และเปลี่ยนเป็นสายลมที่อบอุ่นและอบอุ่น” หลี่เจนเฉินผู้เขียนการศึกษานํานักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์กล่าวในแถลงการณ์ “ตอนนี้เรามีความคิดที่ดีขึ้นว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร”
โลกกําลังถูกถล่มอย่างต่อเนื่องโดยพลาสมาที่ร้อนแรงและมีซุปของโปรตอนอิเล็กตรอนและไอออนที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาในรูปของลมสุริยะ ลมเหล่านี้พัดทั้งวันและทุกทิศทางระเบิดออกจากดาวฤกษ์ที่ใกล้ที่สุดของเราด้วยความเร็วสูงถึง 500 ไมล์ต่อวินาที (800 กิโลเมตรต่อวินาที) และอุณหภูมิสูงถึง 2.9 ล้านองศาฟาเรนไฮต์ (1.6 ล้านองศาเซลเซียส) ตามรายงานของนาซา คุณคิดว่านั่นจะมากเกินพอที่จะอบโลกของเราให้เป็นก้อนเถ้าขนาดยักษ์ที่โคจรรอบ แต่โลกและชั้นบรรยากาศของมันยังคงไม่ได้รับบาดเจ็บส่วนใหญ่เนื่องจากสนามแม่เหล็กแรงสูงของดาวเคราะห์
เฉินและเพื่อนร่วมงานของเธอรู้ว่าพวกเขาสามารถหาคําอธิบายสําหรับการซ้อมรบการโก่งตัวของดาวเคราะห์ดวงนี้ได้โดยศึกษาการกระแทกของคันธนูของโลก พวกเขาสงสัยตั้งแต่เริ่มแรกว่าอิเล็กตรอนต้องตําหนิ: อย่างใดนักวิจัยเขียนว่าอิเล็กตรอนพลังงานแสงอาทิตย์กําลังซื้อขายพลังงานเพื่อความร้อนเมื่อพวกเขาทุบตีเข้าไปในคันธนูที่ความเร็วเหนือเสียง แต่อย่างไร?
ทีมค้นหาคําตอบในข้อมูลที่จับโดยภารกิจ Magnetospheric Multiscale (MMS) ของ NASA ซึ่งเปิดตัว
ดาวเทียมที่เหมือนกันสี่ดวงในปี 2015 เพื่อศึกษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของโลกกับลมสุริยะที่พวกเขาพบกันที่แรงกระแทกของคันธนูของดาวเคราะห์เสียงธนูดังขึ้นต่อหน้าดาวรุ่งพุ่งเข้าใส่ดาวรุ่งพุ่งไปรอบๆ เนบิวลาโอไรออน (เครดิตภาพ: นาซาและทีมมรดกฮับเบิล STScI / AURA)
เครื่องมือบนดาวเทียมเหล่านี้สามารถบันทึกการวัดโดยละเอียดของอนุภาคแต่ละอนุภาคใกล้กับแรงกระแทกของคันธนูของโลกทุกๆ 30 มิลลิวินาทีนักวิจัยเขียน ความเร็วในการประมวลผลนี้พิสูจน์ให้เห็นถึงความสําคัญในช่วงพายุสุริยะประหลาดที่พัดผ่านดาวเคราะห์ในช่วงแรก ๆ ของภารกิจ เมื่อลมกระโชกแรงของดวงอาทิตย์อย่างกะทันหันผลักแรงกระแทกของคันธนูของโลกเข้าใกล้พื้นผิวของดาวเคราะห์ดาวเทียมของนาซาได้มองอย่างใกล้ชิดที่กระแสพลาสมาของดวงอาทิตย์ก่อนระหว่างและหลังจากนั้นมันชนกับแรงกระแทกของคันธนู
เมื่อกระแสกระทบกับแรงกระแทกของคันธนูอิเล็กตรอนสุริยะภายในนั้นก็เร่งขึ้นมาก ภายในเวลาเพียง 90 มิลลิวินาทีอิเล็กตรอนเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วจนไม่เสถียรและแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย นักวิจัยกล่าวว่าการพังทลายของอิเล็กตรอนนี้ปล้นอิเล็กตรอนของพลังงานและเปลี่ยนพลังงานนั้นให้เป็นความร้อน
”การวัดที่รวดเร็วมากจาก MMS ทําให้เราได้เห็นกระบวนการให้ความร้อนอิเล็กตรอนในชั้นช็อกบาง ๆ ในที่สุด” โธมัส มัวร์ ผู้เขียนร่วมการศึกษา นักวิทยาศาสตร์โครงการอาวุโสที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซากล่าวในแถลงการณ์ “นี่เป็นเรื่องที่แหวกแนวเพราะตอนนี้เรามีความสามารถในการระบุกลไกในที่ทํางานแทนที่จะสังเกตผลที่ตามมา”
นักวิจัยกล่าวว่าการทําความเข้าใจว่าการกระแทกของคันธนูของโลกช่วยปกป้องดาวเคราะห์จากรังสีดวงอาทิตย์ที่ไม่มีการเลียนแบบได้อย่างไรในที่สุดสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาวิธีใหม่ในการปกป้องดาวเทียมยานอวกาศและแม้แต่การตั้งถิ่นฐานในอนาคตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น แต่สําหรับตอนนี้เซ็กซี่บาคาร่า / สัตว์เลี้ยง
