ในขณะที่โลกล่องเรือผ่านทะเลดำของอวกาศที่ประมาณ 67,000 ไมล์ต่อชั่วโมง (108,000 กม./ชม.) สนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์จะผลักลมแสงอาทิตย์ออกไป - ลำธารคงที่ของอนุภาคพลาสมาที่พุ่งออกมาจากดวงอาทิตย์ - แบบเดียวกับที่คันธนูของเรือยนต์เร่งความเร็วผลักดันน้ำ นักวิทยาศาสตร์เรียกปรากฏการณ์นี้ "ธนูช็อต"เพราะความคล้ายคลึงกับเรือที่พุ่งผ่านคลื่นที่ดื้อรั้น
นักวิจัยสงสัยมานานแล้วว่าเราสามารถขอบคุณคันธนูนี้ที่ลดลงลมโซลาร์ในสายลมอ่อน ๆ ที่เรารู้สึกบนโลก แต่พวกเขาไม่รู้ว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไร ตอนนี้กระดาษใหม่ที่เผยแพร่ 31 พฤษภาคมในวารสารจดหมายทบทวนทางกายภาพเพิ่มชิ้นขนาดอิเล็กตรอนสองสามพันล้านชิ้นลงในปริศนา -อัลบั้ม Rainbow: The Many Colors of the Sun-
ในการศึกษานำโดยนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์และนาซ่าศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดในรัฐแมรี่แลนด์นักวิทยาศาสตร์เจาะลึกข้อมูลที่ได้รับจากดาวเทียมนาซ่าสี่ดวงที่ศึกษาเขตการชนระหว่างลมสุริยะและโล่แม่เหล็กของโลกตั้งแต่ปี 2015 พวกเขาพบว่าเมื่อลมสุริยะชนกับการกระแทกของธนูของโลกอิเล็กตรอนสุริยะเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วจนพวกเขาแตกสลายอย่างแท้จริงเปลี่ยนพลังงานทำลายล้างที่อาจเกิดขึ้นเป็นความร้อนที่ไร้เดียงสา
“ เมื่อลมแสงอาทิตย์พุ่งเข้าสู่สนามแม่เหล็กของโลกการช็อตธนูจะปกป้องเราโดยการชะลอตัวลงและเปลี่ยนเป็นสายลมที่อบอุ่นและอบอุ่นคำแถลง- "ตอนนี้เรามีความคิดที่ดีกว่าว่าสิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้อย่างไร"
ล่องเรือ
โลกกำลังถูกโจมตีอย่างต่อเนื่องโดยพลาสมาที่ร้อนแรงและซุปของโปรตอนอิเล็กตรอนและไอออนที่ถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ในรูปแบบของลมสุริยะ ลมเหล่านี้พัดทั้งวันและทุกทิศทุกทางระเบิดออกจากดาวที่ใกล้ที่สุดของเราที่ความเร็วสูงถึง 500 ไมล์ต่อวินาที(800 กิโลเมตรต่อวินาที) และอุณหภูมิของสูงถึง 2.9 ล้านองศาฟาเรนไฮต์(1.6 ล้านองศาเซลเซียส) ตามนาซ่า- คุณคิดว่ามันจะมากเกินพอที่จะอบโลกของเราให้กลายเป็นก้อนยักษ์ที่โคจรรอบของเถ้า แต่โลกและบรรยากาศของมันยังคงได้รับบาดเจ็บอย่างมากเนื่องจากสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งของโลก
เฉินและเพื่อนร่วมงานของเธอรู้ว่าพวกเขาสามารถหาคำอธิบายสำหรับการซ้อมรบการเบี่ยงเบนของดาวเคราะห์นี้โดยการศึกษาความตกใจของธนูของโลก พวกเขาสงสัยว่าตั้งแต่เริ่มต้นว่าอิเล็กตรอนจะถูกตำหนิ: อย่างใดนักวิจัยเขียนว่าอิเล็กตรอนพลังงานแสงอาทิตย์กำลังซื้อขายพลังงานเพื่อความร้อนเมื่อพวกเขาทุบตีคันธนูด้วยความเร็วเหนือเสียง แต่ยังไง?
ทีมค้นหาคำตอบในข้อมูลที่บันทึกโดยนาซ่าภารกิจ Magnetospheric Multiscale (MMS)ซึ่งเปิดตัวดาวเทียมที่เหมือนกันสี่ดวงในปี 2558 เพื่อศึกษาการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของโลกและลมสุริยะที่พวกเขาพบกันที่ธนูของดาวเคราะห์
เครื่องมือบนดาวเทียมเหล่านี้สามารถบันทึกการวัดรายละเอียดของอนุภาคแต่ละอนุภาคใกล้กับการช็อกธนูของโลกทุก ๆ 30 มิลลิวินาทีนักวิจัยเขียน ความเร็วในการประมวลผลนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความสำคัญในช่วงพายุแสงอาทิตย์ประหลาดที่พัดผ่านดาวเคราะห์ในวันแรก ๆ ของภารกิจ เมื่อลมกระโชกอย่างฉับพลันผลักดันธนูของโลกเข้ามาใกล้กับพื้นผิวของโลกดาวเทียมของนาซ่าได้มองอย่างใกล้ชิดกับลำธารพลาสม่าของดวงอาทิตย์ก่อนระหว่างและหลังการชนกับคันธนู
เมื่อสตรีมพุ่งกระแทกด้วยการกระแทกอิเล็กตรอนพลังงานแสงอาทิตย์ที่อยู่ภายในนั้นจะเร่ง - มาก ภายในเวลาเพียง 90 มิลลิวินาทีอิเล็กตรอนเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วจนทำให้เสถียรและบุกเข้าไปในบิต การพังทลายนี้ปล้นอิเล็กตรอนของพลังงานนักวิจัยกล่าวและเปลี่ยนพลังงานนั้นให้เป็นความร้อน
“ การวัดที่รวดเร็วอย่างมากจาก MMS ช่วยให้เราได้เห็นกระบวนการทำความร้อนอิเล็กตรอนในชั้นช็อกบาง ๆ ” โทมัสมัวร์ผู้เขียนร่วมการศึกษานักวิทยาศาสตร์โครงการอาวุโสที่ศูนย์การบินอวกาศ Goddard ของนาซ่ากล่าวในแถลงการณ์ "นี่เป็นสิ่งที่ก้าวล้ำเพราะตอนนี้เรามีความสามารถในการระบุกลไกในที่ทำงานแทนที่จะสังเกตผลที่ตามมา"
การทำความเข้าใจอย่างชัดเจนว่าการช็อกธนูของโลกปกป้องโลกจากการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ที่ไม่ได้รับการแก้ไขในที่สุดสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ค้นหาวิธีการใหม่ในการปกป้องดาวเทียมยานอวกาศและบางทีแม้กระทั่งการตั้งถิ่นฐานในอนาคตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนักวิจัยกล่าว แต่สำหรับตอนนี้เพลิดเพลินไปกับลมที่อ่อนโยนของฤดูร้อน - และรู้ที่ไหนสักแห่งที่สนามแม่เหล็กของโลกกำลังฉีกอิเล็กตรอนพลังงานแสงอาทิตย์หลายพันล้านอิเล็กตรอนไปยังบิตในนามของคุณ
เผยแพร่ครั้งแรกเมื่อวิทยาศาสตร์สด-
