Obserwacje zórz polarnych wykonane przez pięć satelitów, należącego do NASA IMAGE i flotyllę satelitów Cluster (należącą do ESA), mogą stanowić przełom, pozwalając zrozumieć proces powstawania zagadkowego typu zórz polarnych. Zagadkowe zorze widziane są jako świecące kropki w ziemskiej atmosferze i nazywane są “dziennymi auroralnymi punktami protonowymi”. Powstają, kiedy w polu magnetycznym Ziemi pojawi się wyłom, pozwalający cząsteczkom wiatru słonecznego zderzyć się bezpośrednio z cząsteczkami atmosfery.

18 marca 2002 roku dżet energetycznych protonów słonecznych zderzył się z ziemską atmosferę, tworząc “kropkę” zaobserwowaną przez satelitę IMAGE. W tym samym czasie flotylla satelitów Cluster przechodziła dokładnie przez dżet. W ten sposób po raz pierwszy zaobserwowano bezpośredni związek dżetów i tego typu zórz. Wyniki obserwacji zostaną opublikowane 21 maja w Geophysical Research Letters. Autorami pracy są Tai Phan i jego współpracownicy.

Pole magnetyczne Ziemi działa jak tarcza, chroniąca planetę przed wiatrem słonecznym. Wiatr słoneczny to strumień atomów wodoru rozbitych na elektrony i protony. Kiedy elektrony znajdą drogę do zmiemskiej atmosfery, zderzają się z atomami powietrza i wzbudzają je. Wzbudzone atomy oddają energię emitując światło, proces ten odpowiada za powstawanie zórz.

Analiza danych uzyskanych przez Cluster pokazała, że podczas obserwowanego zdarzenia doszło do zjawiska rekoneksji magnetycznej. Zaburzone pole magnetyczne Ziemi znalazło się w innej niż zazwyczaj stabilnej konfiguracji i zanim wróciło do poprzedniego stanu, w kierunku atmosfery ziemskiej przenikały protony słoneczne, prowadząc do powstanie dziennych zórz.

Jak komentuje Philippe Escoubet z ESA, “dzięki obserwacją wykonanym przez satelity Cluster naukowcy mogą bezpośrednio powiązać dzienne auroralne punkty protonowe i zjawisko rekoneksji magnetycznej“.

Kierujący badaniami Tai Phan z Uniwersytetu w Berkeyley czeka teraz na rozwój nowej metody badanie magnetycznej tarczy Ziemi. “Nasze wyniki otwieraja nowe pole badań. Możemy teraz obserwować zorze protonowe aby określić, gdzie i jak doszło do pęknięcia pola magnetycznego Ziemi i jak długo pozostawało ono otwarte. Zyskaliśmy potężne narzędzie do badania zderzenia wiatru słonecznego z magnetosferą Ziemi“.

Zorze protonowe zostały po raz pierwszy zaobserwowane przez satelitę IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration). Flotylla satelitów Cluster znajduje się na orbicie od 2000 roku, choć pierwotnie rozpoczęcie misji planowane było na 1996 rok. Jednak wtedy, 4 czerwca 1996 roku, rakieta Ariane 5 z satelitami na pokładzie eksplodowała kilka sekund po starcie. W skład Cluster wchodzą cztery satelity: Salsa i Samba (wystrzelone 15 lipca 2000 roku) oraz Rumba i Tango (wystrzelone 9 sierpnia 2000 roku). Lecące w szyku przez magnetosferę satelity dostarczają szczegółowych informacji o wpływie wiatru slonecznego na Planetę.

Autor

Anna Marszałek