Mágneses hullámok a Föld plazmakörnyezetében
(Rovat: Hazai kutatóhelyek és űripar - 2004.10.27 15:52.)

A Föld környezetében levő plazmahullámokat vizsgálták a KFKI RMKI kutatói tíz évet felölelő műholdas mérési adatok alapján.

A bolygóközi teret a Napból közel radiális irányban, szuperszónikus sebességgel kiáramló plazma, a napszél tölti ki. Ez a töltött részecskékből (főleg protonokból és elektronokból) álló áramlás kölcsönhatásba lép a Föld mágneses terével. A kölcsönhatás eredményeként egy közel forgásparaboloid alakú fejhullám jön létre. Az elnevezés a mozgó hajóknál megfigyelhető orrhullámmal való analógiára utal. A fejhullámon keresztüláramló plazma lelassul, szubszónikussá válik, és a Föld mágneses tere miatt további lassulást és eltérülést szenved. A Földhöz közeledve egy újabb határfelület, a magnetopauza található, amely a földi eredetű plazmát választja el a napszél plazmától. A fejhullám, illetve a magnetopauza „orra” (metszéspontja a Nap-Föld egyenesen) a Földtől átlagosan 15, illetve 11 földsugár távolságban helyezkedik el. A fejhullám és a magnetopauza közötti tartomány, a mágneses burok jelenti az első szűrőt, amely a világűrből érkező, környezetünkre sokszor veszélyt is jelentő, energiában bővelkedő hatásoktól védi a Földet.

Az energiabőség miatt a burok erősen turbulens állapotú, plazmahullámokban gazdag tartomány. A hullámok között gyakran figyelhető meg az ún. mirror típus. Ennél a hullámnál szokatlan módon nem a mágneses tér iránya, hanem az erőssége változik. A gyenge mágneses terű tartományokban a részecskék sűrűsége nagy. A nagyobb sűrűségű plazmát tehát a mágneses tér tartja össze, ami azért is figyelemre méltó, mert a földi fúziós plazmákban eddig csak tervben létező elrendeződés természetben megvalósuló analógiájának tekinthető.

Mirror típusú hullámok gyakorisági térképe a Föld mágneses burkában

Az MTA KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet munkatársai a mirror típusú hullámok előfordulási gyakoriságát vizsgálták az ISEE-1 (International Sun Earth Explorer) szonda mágneses tér mérései alapján. A szonda igen hosszú időn keresztül (1977-1987) végzett méréseket a Föld körül keringve. A mintegy 10 év hosszú adatsorból jó statisztikával meg tudták állapítani a hullámok előfordulásának leggyakoribb helyét. A gyakorisági térkép azt mutatja, hogy a hullámok a magnetopauza mentén sorakoznak fel, szemben a korábbi elképzelésekkel, amelyek a fejhullámot tekintették az instabilitás fő forrásának. A hosszú idejű adatsor elemzése, mint módszer is újdonságnak számít, mert a gyakorisági térkép az optikai szempontból átlátszó földi plazmakörnyezetről készült „fényképnek” tekinthető.

Erdős Géza