Составлена трехмерная картина «танцев» магнитного поля в космических окрестностях Земли — явления, известного как магнитное перезамыкание. Оно участвует в процессах образования звезд, появлении взрывов на Солнце и во взаимодействии солнечного ветра с нашей планетой.

Группировка спутников Cluster
Магнитное перезамыкание — по этапам
Магнитное перезамыкание на линии, соединяющей два магнитных ноля

Магнитное перезамыкание — спонтанная «перестыковка» силовых линий магнитного поля. Изменяясь со временем, отдельные силовые линии могут сближаться так, что происходит их рекомбинация — разрыв и новое воссоединение. Поскольку плазма перемещается по космосу под воздействием именно электрических и магнитных полей, перезамыкание может вызывать перемешивание друг с другом ранее не связанных потоков плазмы. Оно ответственно в переводе энергии магнитного поля в энергию движущихся частиц — раскаленных плазменных джетов. Действие процессов перезамыкания можно ощутить и на Земле, поскольку они непосредственно влияют на работу телекоммуникационных спутников. Впрочем, есть и более зримый эффект — намного более яркие картины полярного сияния.

В октябре 2001 г. группа из четырех спутников миссии Cluster пересекала область «хвоста» магнитного поля Земли. Здесь, в 110 тыс. км над поверхностью планеты они в течение 15 минут фиксировали процесс магнитного перезамыкания. Было показано, что при этом силовые линии поля формируют Х-образную геометрическую структуру, названную «магнитный ноль» — это как бы эпицентр, спокойный «глаз» магнитной бури. Анализ построенной двумерной карты магнитного поля, плотности плазмы и ее движения показал, что спутники наблюдали в области перезамыкания всего один «ноль».

А вот на построение трехмерной структуры всего процесса у ученых ушло почти пять лет. Изучая трехмерные данные, представленные с большим временным разрешением, они обнаружили, что на деле в ходе бурного перезамыкания образуются два магнитных ноля — и процесс перекомбинации силовых линий происходит как раз на линии, соединяющей их. На плоской карте два ноля просто слились в один. Заметим, что этот результат был предсказан теоретически еще 20 лет назад.

Понимание явлений перезамыкания магнитных полей чрезвычайно важно. Они ответственны и за появление гигантских джетов, выбрасываемых некоторыми звездами, и за появление бесконтрольных вихрей при термоядерном процессе. Ученые намерены продолжить поиск «магнитных нолей» в других областях перезамыкания, чтобы понять, насколько неслучайно их участие в таком «переключении» силовых линий.

Магнитное поле ответственно и за существование гелиощита — читайте об этом: «Тайны гелиосферы», и за возникновение мощнейших релятивистских потоков — джетов: «Рукава из плазмы».

По сообщению ESA