Магнитное пересоединение — процесс, который может вызывать геомагнитные бури, нарушать работу сотовых станций, повреждать спутники и отключать сети электропередачи. Магнитные линии описывают направление и форму магнитных полей. При магнитном пересоединении линии нескольких магнитных доменов сходятся и перестраиваются. Но как при магнитном пересоединении энергия магнитого поля рвущихся и соединяющихся магнитных линий переходит в энергию частиц — остается важной нерешенной задачей астрофизики плазмы. Об открытии в области магнитного пересоединения сообщает Принстонская лаборатория физики плазмы (PPPL), США.
В статье в журнале Nature Communications описано, как ученые из департамента энергии Принстонской лаборатории физики плазмы совершили ключевой шаг к решению этого вопроса. Согласно измерениям, сделанным в ходе эксперимента по магнитному пересоединению (MRX), 50% энергии магнитного поля переходит в энергию частиц, из которых 2/3 получают ионы (ядра атомов), а 1/3 — электроны. Для таких больших тел как Солнце, энергия, трансформирующаяся при пересоединении, — это сотни миллионов тонн в тротиловом эквиваленте.
«Для нашего исследования это ключевой этап», — говорит Масааки Ямада (Masaaki Yamada), главный исследователь MRX и основной автор статьи, — теперь мы видим полную картину того, сколько энергии переходит электронам, а сколько ионам на прототипичном уровне пересоединения». Также исследователи предложили механизм, согласно которому сначала электроны возбуждаются и ускоряются, что создает электрически заряженное поле, становящееся основным источником энергии для ионов.
Если данные космических наблюдений подтвердят результаты исследования, то они помогут помочь лучше понимать и справляться с геомагнитными бурями. Теперь исследователи ожидают миссии из четырех спутников, которые НАСА планирует запустить в следующем году, чтобы изучать пересоединение в магнитосфере Земли.
Источник изображения: Wikimedia Commons
