Mechanizm odpowiedzialny za przyśpieszanie elektronów i protonów oraz za grzanie plazmy w falach uderzeniowych powstających w rozrzedzonym zjonizowanym gazie (plazmie) odkryli naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie i z Uniwersytetu Strathclyde w Glasgow.
Jak podano w komunikacie CBK PAN, w atmosferze Ziemi fale uderzeniowe albo szoki akustyczne powstają wtedy, gdy szybko poruszający się obiekt, np. samolot odrzutowy, przekracza prędkość dźwięku. W kosmosie sytuacja jest odwrócona i to zwykle ośrodek w postaci rozrzedzonej plazmy porusza się szybciej niż dźwięk magnetyczny względem przeszkód, wokół których tworzy się stacjonarna fala uderzeniowa, zwana szokiem plazmowym.
Szok magnetosferyczny
Najlepiej znanym szokiem kosmicznym jest szok magnetosferyczny – utworzony w odległości trzynastu promieni ziemskich w wypływającym ze Słońca z prędkością 500 km/s wietrze słonecznym.
Odkryty mechanizm jest związany z tzw. chaosem deterministycznym, spowodowanym przez silne zmiany pola magnetycznego i elektrycznego, które w sposób losowy zmieniają trajektorie cząstek naładowanych.
– Przełom w zrozumieniu tych procesów był możliwy dzięki wykorzystaniu pomiarów z konstelacji czterech satelitów tworzących zarządzaną przez NASA Multiscale Magnetospheric mission – wyjaśnia prof. Krzysztof Stasiewicz, kierownik projektu.
Szok magnetosferyczny stanowi pierwszą barierę zatrzymującą wiatr słoneczny. Bez osłony magnetosferycznej wiatr słoneczny prowadzi do „wypłukania” i zaniku atmosfery, co nastąpiło m.in. na Merkurym i Marsie. Silniejsze szoki powstają podczas wybuchu gwiazd supernowych, gdzie tworzą się pierwiastki cięższe niż żelazo, np. miedź, cynk, krypton. Szoki przyspieszają też do bardzo wysokich energii cząstki tworzące promieniowanie kosmiczne.
– Nad problemem przyśpieszania cząstek na szokach pracowali (nieskutecznie) najlepsi fizycy na świecie, co świadczy o randze tego odkrycia – podkreśla prof. Zbigniew Kłos.
Źródło: www.naukawpolsce.pl, fot. ESA/AOES Medialab
