CP v2

Tag: Magnetinis laukas

  • Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Keistas atradimas apie karštuosius Jupiterius: kuo planeta karštesnė, tuo vėjas lėtesnis

    Vėjai, kurie laužo taisykles

    Milžiniškos dujinės planetos, vadinamos karštaisiais Jupiteriais, skrieja taip arti savo žvaigždžių, kad jų atmosfera įkaista iki kelių tūkstančių laipsnių. Pagal ilgai taikytus atmosferos modelius tai turėtų reikšti ir ypač greitus vėjus, nes didesnis įkaitimas stiprina oro masių cirkuliaciją.

    Vis dėlto nauja septynių karštųjų Jupiterių analizė parodė priešingą vaizdą: kuo planeta karštesnė, tuo jos vėjai, palyginti su lūkesčiais, atrodo lėtesni. Astronomai šį dėsningumą vadina netikėtu, nes jis kertasi su paprasta logika, kad karštis turėtų suteikti daugiau energijos atmosferai.

    Kaip išmatuojami vėjai už Saulės sistemos ribų

    Nors egzoplanetų magnetinių laukų tiesiogiai išmatuoti dar nepavyksta, mokslininkai gali gana tiksliai nustatyti vėjo greitį pagal cheminių elementų pėdsakus atmosferoje. Šiuo atveju stebėtas atmosferoje esantis išgaravęs geležies signalas, o Doplerio efektas leido įvertinti, kaip greitai juda dujos.

    Stebėjimams panaudoti aukštos skyros spektrografai MAROON-X, įrengtas Gemini North teleskope, ir ESPRESSO, veikiantis ESO Very Large Telescope. Tokie prietaisai leidžia fiksuoti itin menkus spektrinių linijų poslinkius, kurie rodo dujų judėjimą planetos atmosferoje.

    Magnetinis laukas kaip stabdis

    Nustatyti vėjai vis tiek yra milžiniški, siekiantys apie 2–7 kilometrus per sekundę, tačiau svarbiausia yra tendencija: įkaitusios planetos nepademonstravo prognozuoto pagreitėjimo. Palyginimui, Jupiterio vėjai, laikomi vienais greičiausių Saulės sistemoje, siekia maždaug 0,4 kilometro per sekundę.

    „Tai visiškai prieštarauja intuicijai, nes, jei visos kitos sąlygos panašios, karštesnės planetos turėtų turėti daugiau energijos, kuri pagreitintų vėjus“, – sakė astronomas Vivien Parmentier.

    Tyrėjų teigimu, tikėtiniausias paaiškinimas yra magnetinis laukas, galintis lėtinti elektriškai įkrautų dujų judėjimą. Karštųjų Jupiterių aukštoje atmosferoje dėl temperatūrų dalis dujų tampa jonizuotos, todėl jų judėjimą gali slopinti magnetinė sąveika, vadinama magnetohidrodinaminiu stabdymu.

    Remdamiesi nustatytu ryšiu tarp temperatūros ir vėjo greičio, autoriai preliminariai įvertino, kad šių planetų magnetinių laukų stiprumas gali būti keli gausai, panašiai kaip Jupiterio. Kadangi tai netiesioginis metodas, mokslininkai pabrėžia, jog reikės daugiau stebėjimų ir didesnės planetų imties, kad išvada būtų patvirtinta.

    Kodėl tai svarbu ir kas toliau

    Jei magnetinis stabdymas bus galutinai patvirtintas, tai gali tapti vienu įtikinamiausių įrodymų, kad už Saulės sistemos ribų egzistuoja aktyvūs planetų magnetiniai laukai. Tokie laukai svarbūs ne tik orų dinamikai, bet ir atmosferos išlikimui, nes gali padėti apsaugoti ją nuo žvaigždės vėjo ir spinduliuotės poveikio.

    „Šis proveržis atveria visiškai naują langą egzoplanetų tyrimuose: pirmą kartą galime pradėti lyginti kitų pasaulių magnetines aplinkas“, – sakė astronomė Julia Seidel.

    Tyrimas publikuotas žurnale Nature Astronomy ir atspindi platesnę šiuolaikinės astronomijos kryptį: pereiti nuo pavienių įdomių egzoplanetų istorijų prie statistiškai patikimų dėsningumų. Artimiausiais metais, plečiantis aukštos skyros spektroskopijos galimybėms ir daugėjant stebimų planetų, mokslininkai tikisi tiksliau įvertinti, kaip magnetiniai laukai formuoja karštųjų Jupiterių klimatą.

  • Mokslininkus pribloškė 2010 metų lūžis: po Ramiojo vandenyno Žemės branduolys pakeitė kryptį

    Mokslininkus pribloškė 2010 metų lūžis: po Ramiojo vandenyno Žemės branduolys pakeitė kryptį

    Žemės gelmėse, maždaug 3 000 kilometrų gylyje, skystame išoriniame branduolyje nuolat verda lydytos geležies ir nikelio srautai. Būtent ši laidžių metalų „jūra“ sukuria Žemės magnetinį lauką, kuris padeda išlaikyti atmosferą ir slopina kenksmingos kosminės spinduliuotės poveikį.

    Tačiau palydoviniai matavimai parodė netikėtą lūžį: apie 2010 metus dalis srauto po Ramiojo vandenyno regionu staiga apsivertė ir ėmė tekėti priešinga kryptimi. Mokslininkai šį reiškinį vadina didelio masto srauto reversu, o jo priežastys iki šiol nėra aiškios.

    Kas pasikeitė Žemės gelmėse?

    Analizuodami 1997–2025 metų magnetinio lauko duomenis, tyrėjai atstatė išorinio branduolio judėjimo vaizdą ir pastebėjo ryškų poslinkį. Iki 2010 metų po Ramiojo vandenyno srautas buvo silpnas ir daugiausia judėjo įprasta kryptimi, o po 2012 metų sustiprėjo ir ėmė ryškiai tekėti priešinga.

    Šis pokytis neatrodė kaip smulkus vietinis sūkurys: signalas apėmė apie 5 proc. išorinio branduolio paviršinio srauto. Tyrėjų vertinimu, banga primenantis struktūrinis persitvarkymas rodytų, kad Žemės gelmės gali būti gerokai dinamiškesnės, nei ilgą laiką manyta.

    Kodėl tai svarbu magnetiniam laukui?

    Išorinis branduolys veikia kaip geodinama: judantis laidus metalas generuoja magnetinį lauką, o jo svyravimai matomi kaip magnetinio lauko pokyčiai Žemės paviršiuje ir orbitoje. Dėl to palydovai tampa vienu svarbiausių įrankių netiesiogiai „matyti“ procesus gelmėse.

    Magnetinis laukas svarbus ir praktiniu požiūriu, nes jis susijęs su kosminiais orais, galinčiais trikdyti palydovų ryšį, navigaciją ir elektros tinklų stabilumą. Nors pats srauto krypties pasikeitimas tiesioginės grėsmės žmonėms nekelia, jis gali padėti geriau suprasti, kaip ateityje kinta apsauginis planetos „skydas“.

    Ką dar rodė 2010 metų laikotarpis?

    Mokslininkai atkreipia dėmesį, kad panašiu metu fiksuota ir daugiau neįprastų signalų. Vienas jų siejamas su nedideliais paros trukmės svyravimais, kurių cikliškumas dažnai aptariamas kaip galimai susijęs su branduolio ir mantijos sąveika.

    Be to, vėlesniais metais registruoti vadinamieji geomagnetiniai trūkčiojimai, kai magnetinis laukas per trumpą laiką staigiau pakinta. Tokie epizodai siejami su turbulencija giliai branduolyje, o tyrėjai neatmeta, kad tai gali būti to paties ilgesnio persitvarkymo grandinė.

    „Didelio masto srauto apsivertimas po Ramiojo vandenyno kelia naujų klausimų apie Žemės gelmių elgseną“, – sakė Edinburgo universiteto geofizikas Frederikas Dahlas Madsenas.

    „Norime suprasti, ar tai buvo trumpalaikis svyravimas, pasikartojančios oscilacijos dalis, ar nauja stabilesnė pusiausvyra branduolio cirkuliacijoje“, – pridūrė jis.

    Naujausi vertinimai rodo, kad srautas stiprėjo iki maždaug 2020 metų, o pastaraisiais matavimais jis vėl tarsi silpnėja. Tolimesni palydoviniai stebėjimai bus esminiai siekiant patikrinti, ar tai laikinas epizodas, ar ilgalaikės Žemės vidaus kaitos ženklas.