Družice CLUSTER učinily překvapující objev

Tento vzrušující nový pohled na blízký kosmický prostor v okolí Země byl možný pouze díky flotile čtyř evropských družic projektu CLUSTER ve spolupráci s čínským projektem družic Double Star. Družice se střetávaly s bublinami pokaždé, když se nacházely nad Sluncem osvětlenou zemskou polokoulí ve vzdálenostech mezi 13 až 19 zemskými poloměry, tj. mezi 83 000 až 120 000 km.

Tyto bubliny, označené jako "hustotní díry", jsou oblasti v kosmickém prostoru, kde hustota plynů náhle klesá desetkrát, avšak teplota zbývajícího plynu skokem vzrůstá ze 100 000 na 10 000 000 °C. Když družice CLUSTER poprvé prolétly takovou bublinou, vyslovil George Parks (University of California, Berkeley) domněnku, že se jednalo o krátkodobou závadu přístrojů. "Pak jsem si prohlížel data ze všech čtyř družic CLUSTER. Takovéto anomálie byly zaznamenány souběžně na všech družicích. Z toho jsem usoudil, že se jedná o reálný jev," říká Parks.

Parks proto hledal jejich potvrzení také v datech čínských družic Double Star. Během každého oběhu družice obvykle prolétly skrz 20 až 40 bublin. Po pečlivém porovnání dat z různých družic určil Parks se svými spolupracovníky, že se bubliny rozpínají do vzdálenosti 1000 km a pravděpodobně existují velice krátce - zhruba 10 sekund, než "prasknou" a jsou nahrazeny chladnějším a hustějším slunečním větrem.

Analýzou dat, pořízených družicemi CLUSTER v průběhu 6 oběhů kolem Země, objevil George Parks se svými spolupracovníky zhruba 150 hustotních děr tohoto typu. Zdroj energie pro vytváření těchto bublin je v současné době neznámý, avšak jsou silné nepřímé důkazy, že srážky částic slunečního větru s magnetickým polem Země, které vytvářejí rozhraní, známé jako rázová vlna, pravděpodobně produkují potřebnou energii ke vzniku bublin.

Rázové vlny existují všude v přírodě. Tento známý jev můžeme pozorovat například na přední části lodi; rázová vlna je obtékající bílá voda, která se zvedá a předchází plující loď. Dalším případem je supersonický třesk u letícího letadla. Když letoun letí rychlostí vyšší, než je rychlost zvuku, zvukové vlny se skládají na sebe v přední části letounu. Takováto energie se nakonec uvolní a uslyšíme známý silný sonický třesk.

Rázová vlna mezi zemským magnetickým polem a slunečním větrem je v mnoha ohledech podobná. Velký problém je v tom, že astronomové zatím neznají, jak je energie rázové vlny uvolněna. Zatím nevědí, co je ekvivalentem vzdušného sonického třesku. Nově objevené bubliny by mohly poskytnout určité vodítko.

"Prozatím je naším úkolem důkladně studovat tento jev, jak jen to bude možné. Potom se budeme snažit simulovat jej na počítačích a nakonec budeme mít jistotu, o jaký jev se jedná," dodává Parks.

Start družic CLUSTER se uskutečnil 16. července a 9. srpna 2000 z kosmodromu Bajkonur pomocí nosné rakety Sojuz-Fregat. Při každém startu byla vypuštěna dvojice družic. Celková hmotnost družice je 1200 kg, z toho připadá 71 kg na 11 vědeckých přístrojů. Přístroje byly vyrobeny ve Francii, Švédsku, Velké Británii, USA, Rakousku a SRN. Jejich hlavním úkolem je studium slunečního větru a jeho interakce se zemskou magnetosférou. Operují na eliptické dráze ve vzdálenosti 19 000 až 119 000 km, se sklonem 64,8°. Čtveřice družic obdržela jména Ramba, Salsa, Samba a Tango. Ještě je nutno připomenout, že první pokus o vypuštění 4 družic CLUSTER pomocí nosné rakety Ariane 5 v roce 1996 skončil neúspěchem.

Čínské družice Equatorial Double Star a Polar Double Star se dostaly na oběžné dráhy kolem Země 29. 12. 2003, respektive 25. 7. 2004.

Text k obrázku: Kresba znázorňuje zemskou magnetosféru, obklopenou částicemi slunečního větru, které neustále unikají ze Slunce (z levé strany - mimo obrázek). Interakcí mezi slunečním větrem a zemskou magnetosférou se vytváří stálá srážková oblast označovaná jako rázová vlna (žlutooranžový oblouk vlevo od zemské magnetosféry, která je znázorněna modře). Bílý obdélník vlevo vyznačuje oblast, kde evropské a čínské družice objevily v březnu 2005 hustotní díry. Kresba v levé části obrázku vysvětluje pozorovaný jev. Hnědé tečky představují proudy částic slunečního větru, rozloženého podél siločar meziplanetárního magnetického pole (černé čáry). Hnědé elipsy, protažené ve směru siločar magnetického pole, představují nově objevené hustotní díry - nepřetržitě se objevující a zanikající bubliny řídkého rozžhaveného plynu - nacházející se v plazmě v okolí Země.

Zdroj: www.esa.int
Převzato: Hvězdárna Valašské Meziříčí