Är du redo att dansa med en ny upptäckt? ESAs klustersatelliter spelar melodin av kosmisk partikelacceleration - och det är mer effektivt än spekulerat. Genom att omfatta en mängd olika astronomiska mål, avslöjar bilderna chockvågor där supersoniska plasmaflöden möter allt från ett långsamt flöde till en oemotståndlig kraft.
Vad sätter saker i rörelse? När det gäller partikelacceleratorer måste något sätta igång det. Här på jorden använder Large Hadron Collider (LHC) belägen vid Cern en bank med mindre maskiner för att ge upphov till de laddade partiklarna innan de införs i mainstream. I rymden fungerar kosmiska strålar som denna "mainstream", men de är inte särskilt effektiva för att sätta igång partiklarna från början. Nu har ESA Cluster-uppdraget avslöjat vad som kan vara ”naturliga partikelacceleratorer för rymden”.
När de färdade genom en magnetisk chockvåg, befann sig de fyra Cluster-satelliterna perfekt uppradade med magnetfältet. Denna perfekta chansinriktning var en uppenbarelse - vilket gjorde det möjligt för uppdraget att prova händelsen med otrolig noggrannhet på en mycket kort tidsskala - ett av 250 millisekunder eller mindre. Det som dök upp från undersökningen var insikten att elektronerna upphettades snabbt, ett tillstånd som bidrar till acceleration i större skala. Även om denna typ av åtgärder hade spekulerats tidigare, hade den inte observerats eller bevisats. Ingen verkligen visste om processen eller storleken på chocklagren. Med dessa nya data kunde Steven J. Schwartz från Imperial College London och hans kollegor uppskatta chocklagrets tjocklek - en betydande framsteg i förståelsen, eftersom ett tunnare skikt betyder snabbare acceleration.
"Med dessa observationer fann vi att chocklagret är ungefär så tunt som det kan vara," säger professor Schwartz.
Så hur mager är denna danspartner? Forskare hade ursprungligen uppskattat chocklagren ovanför jorden till högst 100 km, men satellitinformationen visade att de var cirka 17 km ... en mycket fin detalj!
Denna typ av kunskap är betydelsefullt bara för att chocker finns allmänt - med ursprung i stort sett överallt ett flöde möter ett hinder eller ett annat flöde. Till exempel genererar solen här i solsystemet en snabb, elektriskt laddad stjärnvind. När den löper in i ett magnetfält - som genereras av jorden - skapar det en chockvåg som ligger framför planeten. Genom Cluster-missionsstudierna kan vi tillämpa det vi lär oss här hemma och extrapolera det i större skala - till exempel de som skapats av supernovahändelser, svarta hål och galaxer. Det kan till och med avslöja ursprunget till kosmiska strålar!
"Detta nya resultat avslöjar storleken på den ordspråkiga" svarta lådan "och begränsar de möjliga mekanismerna inom det som är involverade i att påskynda partiklar," säger Matt Taylor, ESA Cluster-projektforskare. "Återigen har Cluster gett oss en tydlig inblick i en fysisk process som sker över hela universum."
Kom igen älskling. Låt oss dansa…
Original berättelse Källa: ESA News Release.
