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地球近傍の荒れ狂う宇宙空間で磁気活動を発見(NASA)
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 NASAの人工衛星MMS(Magnetospheric Multiscale/磁気圏マルチスケール)が、驚きの磁気活動を検出した。



 これ史上初となる発見で、磁気鞘(じきしょう)と呼ばれる、地球近傍の非常に乱れた環境の中で発生していたという。

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NASA Spacecraft Discovers New Magnetic Process in Turbulent Space







磁場再結合が磁気鞘で検出される



 地球はプラズマという電荷粒子に囲まれている。こうした高エネルギー粒子のほとんどは、地球を守るように取り囲む磁気圏で弾き返される。



 ところが地球の磁力線がこのエネルギーを吸収する際、それは伸びてやがて折れては、地球へ向かって強力な粒子を放出する。これによって人工衛星、宇宙船、宇宙飛行士は危険にさらされることになる。



 このプロセスは磁場再結合現象として知られるもので、一般に穏やかな条件の時に地球の磁気圏で観察されるものだ。



 しかしNASAのMMSが史上初めて、磁気鞘(じきしょう)という地球近傍の非常に乱れた環境において発生しているところを検出した。





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image credit:youtube


乱流プラズマの中での磁気活動検出は史上初



「プラズマ宇宙には、磁場再結合と乱流という2つの重要な現象があります」と研究を主筆者であるカリフォルニア大学バークレー校のタイ・ファン氏は説明する。



 「今回の発見は、その2つの橋渡しをするものです」



 磁気鞘(じきしょう)は磁気圏と太陽風(太陽から流れてくる電荷粒子)の境界だ。乱流プラズマでできており、地球近傍宇宙では最も乱れた領域の1つだ。



 事実、この環境の乱流のために、磁気鞘において磁場再結合が生じるのかどうかこれまで不明だった。



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image credit:youtube


MMSの3D観測データで明らかに



 MMSは、2015年に打ち上げられた4つの人工衛星群で、ピラミッド陣形を組んで地球近傍を周回している。その設計は、磁場再結合を従来よりもずっと詳細に撮影できるよう意図されたものだ。





Magnetospheric MultiScale Mission



 MMSの3D観測データから、磁場再結合が磁気鞘で異なる挙動をしていることが明らかとなり、『Nature』で発表された。



 MMSに搭載される機器は、発生しているその瞬間の乱流再結合を捉えることはできない。細い磁場線に沿って移動する粒子が速すぎるからだ。



 そこでMMSの機器の1つを用いて、磁気鞘からさらにデータを収集する新しい技法が考案された。これが乱流磁場がエネルギーを消散させる仕組みの理解を進める手助けとなっている。





標準的な磁場再結合より40倍も粒子を加速



 何万キロ以上にも発生する標準的な再結合に比べると、この新しい磁場再結合は乱流プラズマ内の数キロ程度のものでしかない。ゆえに磁気圏で見られる標準的な結合より40倍も粒子を加速させる。



 粒子が加速する方法が理解されれば、太陽系の奥深くへと調査を進める宇宙船や宇宙飛行士たちを守る方法も改善するかもしれない。



References:NASA Goddard / nature / theearthonline

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