Космическое пространство не является пустым. Ветер из заряженных частиц простирается далеко за пределы Солнца, достигая магнитного поля нашей планеты. Иногда такой солнечный ветер может проникать сквозь магнитное поле Земли. Исследователи из Шведского института космической физики (Swedish Institute of Space Physics, IRF), расположенного в Упсале (Швеция), наконец смогли предоставить вразумительное объяснение того, как именно это происходит.
Когда две области с плазмой (электрически заряженный газ) и магнитные поля с различной ориентацией сталкиваются друг с другом, магнитные поля могут «отсекаться» и «пересвязываться», в результате чего их топология меняется. Эта магнитная пересвязь может служить источником энергии для извержений на поверхности Солнца, более того она может изменять энергию от солнечного ветра, что приводит к возникновению полярных сияний. К тому же именно магнитная пересвязь является одной из преград на пути аккумуляции энергии за счет процессов термоядерного синтеза.
Если две сталкивающиеся области плазмы характеризуются одной и той же плотностью, температурой и силой (но при этом имеют различную ориентацию) их магнитных полей, имеет место симметрическая пересвязь. Как привило, таким областям плазмы присущи различные характеристики и особенности. Примером «встречи» таких областей, является столкновение потока солнечного ветра с околоземной средой. Daniel Graham из Шведского института космической физики недавно опубликовал подробное исследование этой асимметрической магнитной пересвязи в «Physical review Review Letters». В рамках исследования использовались данные 4-х спутников Европейского космического агентства, запущенных в рамках миссии «Cluster» — космических аппаратов, изучающих магнитное полей Земли.
По словам Daniel Graham, особенно важными были измерения двух спутников, которые разделяет всего несколько десятков километров. Их орбиты проходят в том регионе, где солнечный ветер «встречается» с магнитным полем нашей планеты. Он отмечает, что благодаря этим космическим аппаратам, учёные могут производить детализированные измерения, которые позволяют понять физику на высоте порядка 60 тысяч километров.
Нагревание электронов вдоль магнитного поля в сочетании с магнитной пересвязью представляет особый научный интерес, отмечает Graham.
По мнению Graham и его коллег, именно это нагревание является важным элементом головоломки для понимания того, как именно работает магнитная пересвязь, как происходит ускорение заряженных частиц и как частицы из различных областей могут смешиваться друг с другом. Детализированные данные, собранные непосредственно в магнитном поле Земли могут использоваться для понимания физики даже в термоядерных реакторах на Земле и в далёких регионах космического пространства, которые находятся вне зоны досягаемости спутников, подытожил учёный.
