Niezwykłe dźwięki wywołane przez wysokoenergetyczne elektrony przebijające się przez pasy magnetyczne Ziemi rejestrują cztery sondy Cluster – o niezwykłych wynikach ich badań donosi Europejska Agencja Kosmiczna (ESA).

Projekt Cluster opiera się na pracy 4 identycznych satelitów, których głównym zadaniem jest dokładne zbadanie ziemskiego pola magnetycznego. Pierwsze dwie sondy zostały wyniesione na orbitę 16 lipca 2000 roku, a następne dwie niespełna miesiąc później. Po serii manewrów mających ustawić satelity na swoich miejscach na orbicie, 1 lutego 2001 roku misja rozpoczęła swoją naukową działalność.

Jednym z instrumentów umieszczonych na pokładzie sond jest Wide Band Data (WBD) – bardzo czuły odbiornik fal radiowych. Podczas pierwszych miesięcy swojej pracy badał on wąskopasmowe sygnały radiowe, których częstość wyraźnie rośnie w czasie kilku sekund. Dźwięk ten przypomina słyszaną z daleka kolonię ptaków. Astronomowie uważają, że powstaje on dzięki wysokoenergetycznym elektronom uwięzionym przez pole magnetyczne Ziemi.

Chociaż sygnały te znane są od kilkudziesięciu już lat, naukowcy wciąż niewiele wiedzą na temat mechanizmów ich powstania. Nawet z nowoczesnym sprzętem umieszczonym na satelitach projektu Cluster rozwikłanie ich zagadki wcale nie jest łatwe. Problemem jest położenie satelitów. “Ptasie” dźwięki generowane są na równiku magnetycznym Ziemi, poza plazmosferą – obszarem o zwiększonej gęstości protonów i elektronów. Sondy Cluster, krążąc wokół Ziemi na dość ciasnych orbitach, znajdują się prawie zawsze wewnątrz plazmosfery, co uniemożliwia im detekcję wyżej wspomnianych sygnałów.

Na szczęście zewnętrzny skraj plazmosfery, leżący zwykle 26-32 tys. km ponad powierzchnią Ziemi, przesuwa się znacznie w kierunku naszej planety podczas silnej aktywności Słońca, która objawia się wzmożonym naporem wiatru słonecznego. W tych momentach instrumenty Cluster mogą już bez problemów rejestrować “ptasi śpiew”. Posiadanie aż czterech sond jest w tym przypadku bardzo ważnym czynnikiem, bowiem mierząc bardzo niewielkie różnice czasu dotarcia sygnału do różnych satelitów, naukowcy są w stanie powiedzieć coś o kierunku i sposobie rozchodzenia się fal radiowych w pasach radiacyjnych Ziemi.

Obserwacje 38 minutowego “śpiewu”, który rozległ się 27 listopada zeszłego roku na falach o częstości od 5 do 8 kHz, pozwoliły stwierdzić niezbicie, że rodzi on się na równiku magnetycznym i rozchodzi się po obu jego stronach. Jak zaznacza kierownictwo projektu, to tylko początek badań i bardzo wstępne wyniki.

W ciągu najbliższych miesięcy satelity Cluster zbiorą duże ilości kolejnych danych, co pozwoli odpowiedzieć na wiele pytań dotyczących “ptasiego śpiewu” w przestrzeni kosmicznej. Wciąż nie wiemy na przykład, dlaczego słychać go najczęściej po stronie porannego terminatora, czyli miejsca na naszym globie, na którym dzień zastępuje noc.

Autor

Marcin Marszałek