 Družice Cluster |
Družicový projekt Cluster, řízený Evropskou kosmickou
agenturou, pomáhá objevit příčiny vzniku
relativistických „zabijáckých elektronů“. Tak jsou
nazývány elektrony velmi vysokých energií, jež jsou
odpovědné za škody na umělých družicích a jež jsou též
velkým rizikem pro posádky kosmických lodí.
V průběhu posledních let učinili vědci z Velké Británie, Spojených států a České republiky několik významných objevů za pomoci čtyř družic projektu Cluster. Tyto nové výsledky významně prohloubily naše znalosti o tom, jak, kde a za jakých podmínek se tyto relativistické elektrony objevují v magnetosféře Země. První družicová měření v padesátých letech minulého století ukázala, že v okolí Země existují dva stálé prstence vyplněné energetickými elektrony. Tyto prstence, nazývané Van Allenovy pásy, jsou vyplněny částicemi zachycenými magnetickým polem Země. Vnější Van Allenův pás obsahuje proměnlivé množství energetických elektronů, z nichž některé mohou být urychleny na velmi vysoké energie. Tyto elektrony mohou pronikat i silným pláštěm umělé družice (např. telekomunikační) a poškodit její citlivou elektroniku. Zvýšená radiace může též ohrozit lidské posádky kosmických lodí. |
|
Po dlouhou dobu se vědci snažili
vysvětlit, proč je počet nabitých částic
v radiačních pásech tak proměnlivý.
Průlom nastal, když se v říjnu a
listopadu 2003 objevily dvě krátce po
sobě následující magnetické bouře.
Mezi jejich projevy patřily i polární záře viditelné výjimečně z našeho území. Během těchto
bouří zmizely z Van Allenových pásů elektrony, aby se vzápětí objevily o mnoho blíže
k Zemi, v oblasti, která je obyčejně považována za poměrně bezpečnou pro umělé družice.
Když se Van Allenovy pásy znovu objevily, nebyl jejich nárůst ve shodě s dosavadní nejrozšířenější teorií založenou na jevu nazývaném radiální difuse. Namísto ní ukázal tým evropských a amerických vědců, že pozorované urychlování elektronů a nárůst nového Van Allenova pásu mohou způsobit intenzivní elektromagnetické vlny šířící se v plazmatu magnetosféry Země. Tyto vlny nazývané chorus jsou přírodními elektromagnetickými vlnami na slyšitelných kmitočtech, jejichž signály, zavedeny do reproduktoru a převedeny na zvuk, připomínají zpěv ptactva za ranního rozbřesku. Jsou to jedny z nejsilnějších přírodních vln v magnetosféře. |
 Magnetosféra Země – přírodní ochranná bublina |
 Záznam měření vln typu chorus na čtyřech družicích projektu Cluster (SC1-SC4). |
Díky jedinečným možnostem čtyřdružicového projektu Cluster bylo možno poprvé stanovit
charakteristické rozměry zdrojových oblastí vln typu chorus. Ty dosahují několika tisíc
kilometrů podél magnetických siločar, ale pouze několika desítek až stovek kilometrů
v příčném směru. Tento výsledek byl získán podrobným studiem případů, kdy byl chorus
pozorován na noční straně magnetosféry Země během silných magnetických bouří.
Rozhodující měrou k němu přispěly naše práce, vzniklé na Oddělení kosmické fyziky
Ústavu fyziky atmosféry Akademie věd, Matematicko-fyzikální fakultě Univerzity Karlovy
v Praze, ve spolupráci se zahraničními pracovišti na University of Iowa, USA a LPCE/CNRS
Orleans, Francie.
Objevili jsme, že v průběhu magnetosférických bouří jsou zdroji vln typu chorus protáhlé, špagetám podobné oblasti. |
Otázkou ovšem je, zda tyto velmi malé příčné rozměry jsou obecnou vlastností zdrojů choru, nebo jen zvláštním případem objevujícím se za silných bouří. To může ukázat jen další systematický výzkum.
Původní text této zprávy je k nalezení na internetových stránkách Evropské vesmírné agentury a v rozšířené verzi též na stránkách vědeckého programu Evropské vesmírné agentury.