התגלתה חגורת קרינה המקיפה את כדור הארץ, ואשר עד כה רק נחזתה תיאורטית

חוקר של סוכנות החלל האירופית שניתח נתונים ששידרו חלליות החולפות בחגורת הקרינה, שכבה של קרינה הנמשכת החוצה מתוך אטמוספירת כדור הארץ וגורמת ליציאת קילוגרם אחד של פלסמה מכדור הארץ לחלל בכל שניה

צביר חלליות של סוכנות החלל האירופי איפשר גילוי חגורת קרינה נוספת סביב כדור הארץ שנחזתה עד כה רק באופן תיאורטי
מחקר חדש סיפק את העדות הראשונה לקיומה של רוח חלל שהוצעה לראשונה באופן תיאורטי לפני למעלה מ-20 שנה.

באמצעות ניתוח נתונים ששידר צביר חלליות (Cluster) של סוכנות החלל האירופית המקיפות את כדור הארץ בתוך חגורת הקרינה, הצליח יאניס דנדורס (Iannis Dandouras) לגלות את החגורה המכונה הרוח הפלסמספרית (plasmaspheric wind). היא מכונה כך בשל תרומתה לאובדן חומר מהפלסמספירה של כדור הארץ – איזור דמוי כעך הנמתח מעל האטמוספירה של כדור הארץ. הממצאים פורסמו שלשום (ג’ 2/7) בכתב העת Annales Geophysicae, של האיחוד הגיאופיסי האירופי. (EGU).

“לאחר בחינה מדוקדקת של הנתונים, מצאנו אותה – רוח איטית אך בעלת קצב יציב המשחררת כ-1 ק”ג של פלסמה מדי שניה למגנטוספירה החיצונית. ביום מגיע אובדן המסה של כדור הארץ ל-90 טונות. זו היתה אחת ההפתעות היפות ביותר שהיו לי אי פעם” אומר דנדורס, העובד במכון המחקר באסטרופיסיקה ופלנטולוגיה בטולוז, צרפת.

הפלסמספירה היא איזור המלא בחלקיקים טעונים המרכיבים את החלק הפנימי של מגנטוספירת כדור הארץ, המרכיב הדומיננטי של השדה המגנטי של כדור הארץ.
כדי לגלות את הרוח, ניתח דנדורס את התכונות של חלקיקים טעונים אלה תוך שימוש במידע שנאסף בפלסמספירה בידי צביר חלליות של סוכנות החלל של נאס”א (המכונים פשוט CLUSTER).

לאחר מכן הוא השתמש בטכניקות סינון כדי להפחית מקורות רעש ולבחון רק את תנועת הפלסמה בכיוון הרדיאלי של הקרינה – בין אם ישירות לכדור הארץ או החוצה לחלל.

הנתונים הראו כי קיימת ‘רוח’ המנשבת ונושאת עימה קילו של חומר מהפלסמספירה החוצה בכל שניה במהירות של למעלה מ-5,000 קמ”ש. תנועת הפלסמה נרשמה כל הזמן, גם כאשר השדה המגנטי של כדור הארץ לא הופרע בידי חלקיקים טעונים המגיעים מן השמש.
חוקרים חזו את קיומה של רוח החלל הזו ואת תכונותיה לפני למעלה מ-20 שנה. היא תוצאה של חוסר האיזון בין מספר כוחות השולטים בתנועת הפלסמה. ואולם התצפיות היו רועשות מדי מכדי לדעת את כיוונה עד כה.

“הרוח הפלסמספרית היא תופעה חלשה, הדורשת ציוד מדידה רגיש ומדידות מדויקות של החלקיקים בפלסמספירה והכיוון שאליו הם נעים” מסבר דנדורס, שהוא גם סגן נשיא חטיבת כוכבי הלכת ומערכת השמש ב-EGU.

תרומת הרוח הזו לאבדן החומר מהשכבה העליונה של אטמוספירת כדור הארץ ובו בזמן, היא גם המקור לפלסמה למגנטוספירה החיצונית שמעליה. מסביר דנדורס: “הרוח הפלסמספרית היא מרכיב חשוב במאזן המסה של הפלסמספרה, והשלכותיה על משך הזמן שדורש למלא מחדש את האיזור לאחר שהוא נשחק בשל הפרעות בשדה המגנטי. בגלל הרוח הפלסמספרית, אספקת הפלסמה מהאטמוספירה העליונה שמתחת לשכבה זו למילוי הפלסמספירה היא כמו שפיכת חומר למכל שיש בתחתיתו חור.

הפלסמספירה, מאגר הפלסמה החשוב ביותר בתוך המגנטוספירה משחקת תפקיד חשוב בניהול הדינמיקה של חגורת הקרינה של כדור הארץ. היא גורמת לפגיעת קרינה בלווינים וכן לאסטרונאוטים החוצים אותה. החומר הפלסמספרי גם אחראי לגרימת עיכוב בהפצת אותות ה-GPS החולפים דרכה.

“הבנת מגוון המקורות ומנגנוני איבוד הפלסמה, והתלות שלהם בתנאי הפעילות הגיאומגנטיים חיונית להבנת הדינמיקה של המגנטוספירה וכן להבנת המנגנונים הפיסיקלים של כמה מתופעות ‘מזג האוויר החללי’ אומר דנדורס.

להודעה של החוקרים