Manyetik alan enerjiye dönüştürülebilir mi? NASA'nın en son araştırma sonuçları, manyetik yeniden bağlantı sıcak bir konu haline geldi
Einstein'ın kütle-enerji denklemine göre madde ve enerjinin birbirine dönüşebileceğini biliyoruz. Belirli koşullar altında madde enerjiye dönüşebilir, bu süreç E = m · c ^ 2'yi izler. Bu süreç artık bilim adamları tarafından sağduyu meselesi olarak bile kabul edildi.
Ancak son yıllarda bilim adamları, manyetik alanı "yok edebilen" ve onu başka enerji formlarına dönüştürebilen daha gizemli bir fenomeni keşfettiler. Bu gizemli fenomen, manyetik yeniden bağlanma olgusudur. Peki manyetik alan tam olarak nasıl "yok edilir"? Manyetik yeniden bağlanma tam olarak nedir?
Olağandışı işaret fişekleri
Ekim 2003'ün sonunda, dünyanın her yerinden bilim adamları güneşten gelen meydan okumayı kabul etmeye hazırdı. Bu dönemde insanlık tarihinin en şiddetli güneş patlaması patlak verdi.
İşaret fişekleri, güneşin yüzeyindeki yerel bir alandan aniden salınan büyük miktarda enerjinin patlamasını ifade eden bir tür güneş aktivitesidir. Bu süreçte, çeşitli mikroskobik parçacıkların eşlik ettiği büyük miktarda elektromanyetik radyasyon uzaya fırlatılır, son derece uzağa yayılır ve insan elektronik ekipmanında büyük bir etkiye ve hatta hasara neden olur.
Hala uzayda olan astronotları korumak için, yer personeli onlara Uluslararası Uzay İstasyonu'nun radyasyona dayanıklı özel bir alanına saklanmalarını emretti. Bununla birlikte, hala uzaya maruz kalan uydular şanssızdır, geçici kapatma önlemleri alınsa bile, birçok uydu hala kalıcı yıkımın kaderinden kaçamaz.
Jeomanyetik alanın korunmasıyla yeryüzündeki insanlar için nispeten güvenlidir. Bununla birlikte, İsviçre'nin güney kesimi hala elektrik sisteminde sorunlara neden oldu ve 50.000 kişi işten çıkarıldı.
Bu sonuca neden olan manyetik yeniden bağlanma olgusudur.
Manyetik yeniden bağlanma nedir
Sözde manyetik yeniden bağlanma olgusu aslında adından anlaşılabilir, manyetik alanın veya manyetik kuvvet çizgilerinin kırıldığı ve sonra yeniden bağlandığı bir süreçtir.
Bu süreç kulağa çok garip geliyor - alan kırılabilir mi? Evet, çok tuhaf.
Çin Bilimler Akademisi bilim adamlarının tanıtımına göre, manyetik yeniden bağlanma süreci manyetik alanın topolojik şeklini değiştirebilir, manyetik alan enerjisini serbest bırakabilir, plazma enerjisini keskin bir şekilde yükseltir ve gezegensel manyetosferi kararsız hale getiren ve manyetosferi tetikleyen yüksek hızlı parçacık jetleri üretebilir. Şiddetli fırtınalar ve manyetik fırtınalar, aurora gibi olayların patlak vermesine neden oldu.
Bu süreç esas olarak manyetopoz bölgesinde meydana gelir. Manyetopoz alanı nerede? Gezegensel manyetosfer ile güneş rüzgârının birleşim noktasıdır, burada manyetopoz olarak adlandırılır. Başka bir deyişle, manyetik alana sahip herhangi bir gezegenin bir manyetopoz bölgesi vardır, bu nedenle manyetik yeniden bağlanma meydana gelebilir. Örneğin, aşağıdaki resim Cassini sondası tarafından yakalanan Satürn'ün manyetik olarak yeniden bağlanmasını göstermektedir.
Manyetik yeniden bağlantı ve güneş aktivitesi arasındaki ilişki
Elbette manyetik yeniden bağlantı sadece manyetopoz değildir. Şu anda bilim adamları, manyetik yeniden bağlantının güneşin içinde de gerçekleşeceğine inanıyorlar.Yeniden bağlanma alanındaki manyetik alan ve plazmanın ayrılma etkisine bağlı olarak, manyetik yeniden bağlantı, önce "bağlantıyı kes" ve sonra "yeniden bağlan", birbirine yakın antiparalel manyetik kuvvet çizgileri olarak görünecektir. "Fenomen. Bunlar arasında, manyetik alan çizgilerinin ayrılma süreci, manyetik alan çizgileri arasındaki yok olma olarak da kabul edilebilir, bu nedenle manyetik yeniden bağlanma fenomenine manyetik alan yok oluşu da denir.
Yeniden bağlanmanın ardından, fazla manyetik alan enerjisi diğer enerji biçimlerine (kinetik enerji, termal enerji vb.) Dönüştürülecek ve serbest bırakılacaktır. Bu enerjiler güneş atmosferini kırar ve korona ve parlama gibi çeşitli güneş aktiviteleri oluşturur.
Bu güneş aktiviteleri tarafından yayılan parçacıklar gezegenin manyetosferine ışık hızına yakın bir hızda geldiğinde, gezegensel manyetik yeniden bağlantı oluşacak. Aslında, NASA tarafından yapılan şu hareketli resim gibi manyetik yeniden bağlanma süreci de basitçe anlaşılabilir:
Dünya'da nasıl hareket edeceğimiz daha çok yer çekimine bağlı olabilir. Dünyanın üstündeki gökyüzünde, bu mikroskobik yüklü parçacıkların hareketi, manyetik yeniden bağlanma fenomenine bağlıdır.
Manyetopozda ortaya çıkan manyetik yeniden bağlanma fenomeni sadece kötü sonuçlara yol açmaz. Bilim adamları, dünyanın en güzel manzarası olan aurora'nın da manyetik yeniden bağlantıdan kaynaklanabileceğine inanıyor.
Aurora'yı izlediğimizde, çok az insan bunun dünyanın manyetik alanı ile güneş rüzgarı arasındaki yüzey yaşamını korumak için savaş olduğunu bilir. Güneş radyasyonu parçacıklarının canlılara zarar vermesini önleyen, güneş rüzgarının oluşturduğu manyetik yeniden bağlantıdır. Aurora, bu mücadeledeki "kıvılcım" ve dünyanın yaratıklara verdiği nezakettir.
Korelasyon detektörü
Manyetik yeniden bağlantı nispeten yeni bir araştırma alanı olduğundan, dünyada pek çok ilgili dedektör yoktur. En ünlüsü, NASA'nın Manyetosferik Çok Ölçekli Görevi (MMS).
NASA, 2015'te Florida'daki Cape Canaveral Hava Kuvvetleri Üssü'nde dört uydu fırlattı.Bu uydular, MMS görevi için ana silahlardır. Raporlara göre, 3 metre çapında ve 1 metre yüksekliğindeki bu 4 küçük sekizgen uydu (anten uzayda konuşlandırılmıştır ve uzunluğu 60 metreye ulaşabilir), aynı plazma analizörünü, yüksek enerjili parçacık dedektörünü, manyetometreyi ve elektrik alanını taşıyor. Aletler ve parazit önleyici ekipman, ilgili bilgileri toplamak ve yerdeki bilim insanlarına sağlamak için 4,5 mil aralıklarla dağıtılır.
Dört uydu ilk fırlatıldıklarında dünyanın 43.500 mil yukarısında geziniyorlardı. Daha sonra GPS navigasyon kontrolü tarafından 116.300 mil olarak ayarlandılar ki bu yaklaşık 187.000 kilometre, yani dünya ile ay arasındaki mesafenin neredeyse yarısı kadardır.Ayrıca şu anda dünyada uçmaktadırlar. Dünyanın etrafında dönen en uzun yapay uydu.
Çinli bilim adamları da manyetik yeniden bağlanma olgusunu incelediler, ancak bildiğim kadarıyla NASA'nın MMS'si gibi bir ekipman yok. Aynı zamanda, dünyanın manyetik alanının incelenmesine odaklanan MMS'ten farklı olarak, Çinli bilim adamları güneşin içindeki manyetik yeniden bağlanma olgusunu (bildiğim bilgilere göre) daha fazla incelediler.
Gelecek Araştırma
En azından şimdilik, MMS görevi, insanların manyetik yeniden bağlanmayı keşfetmeleri için hala en önemli kanaldır. Her ne kadar birçok bilim insanı simülasyon için bilgisayarları kullanmaya başlasa da ve bazı bilim adamları diğer gök cisimlerinin manyetik yeniden bağlanma fenomenini gözlemlese de, bunlar uzaydan o kadar basit değiller. Bu yönde çalışmayı seçen ilgili araştırmacılar veya öğrenciler olsun, çoğunlukla MMS verilerine atıfta bulunurlar.
50 yıldan daha uzun bir süre önce manyetik yeniden bağlanma kavramının başlangıcından, 1990'larda bilim adamlarının ilk bakışlarına ve mevcut MMS misyonuna kadar, insanlık manyetik yeniden bağlanma fenomenine giderek daha fazla ilgi gösterdi. Sadece güneş aktivitesini açıklamak için en iyi aday değil, aynı zamanda dünyanın insanları ve yüzey elektronik ekipmanını güneş radyasyonundan korumasının anahtarıdır.Bu nedenle, manyetik yeniden bağlantı çalışması insanlar için çok önemlidir.
Bununla birlikte, insanların manyetik yeniden bağlanma fenomeni anlayışının hala çok sınırlı olduğunu kabul etmeliyiz, örneğin, manyetik alan enerjisinin diğer enerji biçimlerine nasıl dönüştürüldüğü ve diğer birçok sorun hala çözülmemiş durumda. Bu araştırmaya katılan bilim adamlarının daha gidecek daha uzun bir yolu var.
Şans eseri, MMS hala çok iyi çalışıyor .. Planlanan ömrü sadece 2 yıl olan dört uydu şu anda 3 yıldır daha çalışıyor. NASA bilim adamlarına göre, iyi kontrol edildikleri sürece, onları 20 yıl boyunca desteklemek için yeterli enerjiye sahip olacaklar.
Aynı zamanda, diğer ülkeler araştırma alanına katılmaya devam ederken, manyetik yeniden bağlanma olgusunun gizeminin er ya da geç çözüleceğine inanılıyor. O zamana kadar, sadece elektromanyetik büyük ölçüde gelişmekle kalmayacak, aynı zamanda insanlar da güneş radyasyonunun üzerimizdeki etkisi hakkında endişelenmeden etkili bir yol bulabilecekler. Dahası, manyetik yeniden bağlanma fenomeni karadeliğin yakınında da ortaya çıkacağından, insanlar kara deliğin sırrını yeni bir şekilde tespit edebilirler.
Önceki harika makaleler: Aklıma gelen en romantik şey Aurora'yı sizinle birlikte görmek
