Vas mindenütt

A Cluster műholdak 18 év alatt gyűjtött adatai alapján feltérképezték a fémek eloszlását a Föld körüli térségben. Meglepő eredmények születtek.

A 2000 nyarán indított Cluster műholdak hamarosan működésük harmadik évtizedébe lépnek. Néhány technikai érdekességről korábbi cikkünkben olvashatnak, ezúttal az elmúlt két évtized egyik tudományos eredményéről számolunk be. A négy műholddal 2001–2018 között gyűjtött adatokat átvizsgálva a kutatók a vas ionjainak meglepő eloszlását találták a Föld kozmikus környezetében. Bár a vas tényleges mennyisége csekély, érdekes az, hogy szinte mindenütt megtalálták a Föld körüli térségben. A kutatást a göttingeni Naprendszer-kutatási Max Planck Intézet és a Bergeni Egyetem Birkeland Űrtudományi Központja munkatársai végezték. Megállapították, hogy a megfigyelések 10%-ában bukkantak vasatomokra, ami jóval több annál, mint amire számítottak.

Nemcsak a vas előfordulási gyakorisága volt meglepő azonban számukra, hanem tulajdonságai is. A NASA és a JAXA Geotail műholdja 25 éven keresztül figyelte a Föld mágneses környezetét, és 2017-ben egyszeresen ionizált vasat detektált a földközeli térben. A Cluster holdak azonban sokkal szélesebb energiatartományban végeztek megfigyeléseket, mint a Geotail, ezért nemcsak megerősítették utóbbi megfigyelését, hanem kiegészítették a többszörösen ionizált vasra vonatkozó adatokkal. Mivel a többszörösen ionizált vas gyakoribb, ezért a napszél és a Föld mágneses környezetének vizsgálatát erre a nagyobb energiájú tartományra is érdemes kiterjeszteni, hogy teljesebb képet kapjunk.

A vasionok eloszlása a Naprendszerben a (pirossal jelölt pályán keringő) Cluster műholdak mérései alapján. (Kép: Kép: ESA; Nap: ESA / NASA / SOHO / LASCO / EIT)

Kérdés, honnan érkeznek a Föld körüli térbe a vasionok. Annyi bizonyos, hogy egy részük a napszéllel érkezik, más részük viszont a Föld légköréből emelkedik fel. Pontos forrásukról azonban továbbra is vita folyik, mint ahogy arról is, milyen hatást gyakorolnak a térségben megfigyelhető jelenségekre. A Geotail műhold megfigyelései elsősorban a Föld légköréből felemelkedő vasra vonatkoztak, a mostani vizsgálat megállapításai szerint azonban ennél sokkal több és jóval nagyobb energiájú vas érkezik a napszéllel. Vasatomokat találtak a sarkok fölötti térben is, ahol a Geotail egyáltalán nem végzett méréseket. A Cluster mérései több, a vasatomok eredetére vonatkozó korábbi hipotézist cáfoltak, és arra utalnak, hogy a vas nagy része közvetlenül a Napból érkezik, mennyiségük ugyanis a naptevékenységgel mutat korrelációt.

Aktív régiók és mágneses hurkok a Napon, ibolyántúli fényben. (Kép: ESA / NASA – SOHO / EIT)

A nehéz elemek eloszlásának feltérképezéséhez a kutatók szokatlan módszert használtak. A Cluster holdak fedélzetén működő RAPID (Research with Adaptive Particle Imaging Detectors) műszer tudományos célra csak a hidrogén, a hélium és az oxigén atomjainak tulajdonságait méri, de a műszerek kalibrálása céljából nehezebb ionokra vonatkozó méréseket is végez. Ezekből a kalibrációs mérésekből használtak fel 122 ezer órányit a vas eloszlásának feltérképezéséhez. A kutatást a Cluster tudományos archívumában (Cluster Science Archive) tárolt adatok alapján végezték.

Kapcsolódó cikkek:
Tízszeres élettartam
Trükkös műholdmentés
Cluster műholdak a turbulencia kutatásának szolgálatában
Cluster: négy műhold, tíz év
A Föld „hangjai”
Alvó műholdak ébresztése

Kapcsolódó linkek:
Vas a Föld körüli térségben a Cluster mérései alapján (ESA)
ESA Cluster
Cluster tudományos adatok archívuma
Az ESA tudományos küldetései