Napszelet ejtett csapdába bolygónk mágneses tere

A napszél a Napból a bolygók és a csillagközi tér felé tartó, töltött részecskékből álló áramlat. A központi csillagunkból kiszabadult gyors atomok és elektronok kitöltik az egész Naprendszert, igaz távolabbi vidékeken egyre ritkábban.

A Földünk elsődleges védelmi rendszere a Napból érkező elektromágneses-, illetve részecskeáramokkal szemben mágneses mezeje. Ez óriási esernyőhöz hasonlóan megvéd bennünket, hogy a napszél súlyosabb károkat okozzon bolygónkon. Előfordul azonban, hogy a töltött részecskék akár bolygónk légkörének felső rétegébe is eljutnak.

Összekócolt védelem

A napszél a Nap felőli oldalon összenyomja a Föld mágneses mezejét, a túlsó, “szélárnyékos” oldalon viszont magával ragadja, geomágneses viharokat gerjeszt. Az 1987-ben tett megfigyelések szerint, amikor a Föld és a Nap mágneses tere egyirányú, a magnetoszférába sokkal több, a Napból származó elektromosan töltött részecske kerül, mint amikor a párhuzamos terek ellentétes irányúak, és lyukak, hasadékok segítik az anyag beáramlását bolygónk légkörének felsőbb rétegeibe.

Az Európai Űrhivatal szondáinak mostani felfedezése megmagyarázhatja azt a 17 éve válasz nélkül maradt kérdést, hogy miért nem működik mindig sorompóként bolygónk elektromágneses tere a Nap töltött részecskéit hordozó napszelekkel szemben.

A kutatók szerint a műholdak által most megfigyelt jelenség az úgynevezett Kelvin-Helmholtz instabilitás (KHI) miatt alakul ki. A KHI akkor lép fel, amikor párhuzamosan egymás mellett eltérő sebességű áramlások alakulnak ki. Ilyet figyelhetünk meg például, amikor a szél a tenger hullámait felveri. Az eltérő sebességnek megfelelően a lassabb áramlás a gyorsabb mellett lemaradva örvényeket hoz létre.

Mágneses örvények

A Cluster műhold adatai alapján a Földünket körbeölelő aszimmetrikus elektromágneses mezőben eltérő sűrűségű területek találhatók. Az örvények közepén, hasonlóan a tornádók belsejében észlelhető szélcsendhez, a mágneses tér gyengül, ún. magnetopauza tapasztalható. A mágneses „szünet” területén, azaz az örvény határzónájának belső felszínén, illetve a mágneses mező külső, határzónájában a napszél anyaga nagy mennyiségben halmozódik fel. Amennyiben az örvények összeroppannak, a sebesen száguldó elektronok összeütköznek a ritka atmoszféra atomjaival, gerjesztik és fénykibocsátásra késztetik őket – így jön létre a sarki fény.

A megfigyelések nem adnak azonban pontos választ arra, hogy miként kerül a magnetoszféra ilyen kitüntetett részeire a napszél, nem tudni, hogy a jelenség csak akkor alakul-e ki, amikor a napszél által gerjesztett és a Föld saját mágneses mezője párhuzamos állású egymással. Megnyugtató magyarázatot erre a magnetoszféra-műholdak új generációja fogja csak megadni.