Bolygóközi vihar: a Nap leszakította egy üstökös csóváját

2007. október 1, hétfő

908

2007. április 20-án a NASA STEREO-A napkutató űrszondája képfelvevő
rendszerével (SECCHI) megfigyelte a 2P/Encke-üstökös ioncsóvájának
leszakadását. Angelos Vourladis, az amerikai Tengerészeti Kutató
Laboratórium (NRL, Naval Research Laboratory) és munkatársai szerint
ilyen esemény gyakran bekövetkezhet a Nap közelébe került üstökösökkel,
sőt biztosan megtörtént már korábban is, de ez az első eset, hogy egy űreszközzel sikerült a jelenséget folyamatában megörökíteni (földi műszerekkel mint egy üstököscsóva leszakadási eseménye detektálható).

A STEREO-A és B napmegfigyelő űrszondák a napkitöréseket és a
koronából kilövellt plazmatömegeket (CME-ket) figyelik meg (kép: NASA).

Emlékeztetőül: a STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory) a
harmadik küldetés a NASA "Nap-Föld Szondák" (Solar Terrestrial Probes) űrprogramjában a TIMED (2001) és HINODE (Solar-B, 2006) űrszondák után.
A STEREO programban két egyforma felépítésű szondát indítottak útnak
2006. október 25-én, amelyek a Nap körül közel a Föld pályájához
keringenek, de az egyik a Föld előtt (STEREO-A, A: "Ahead"), a másik pedig lemaradva bolygónktól (STEREO-B, B: "Behind"). A program fő célkitűzése a koronakitörések (CME-k),
vagyis a napkoronából a bolygóközi térbe kidobott plazmatömegek
megfigyelése, térbeli ("sztereo") szerkezetük tanulmányozása,
nyomon követése, fizikai tulajdonságaik vizsgálata, illetve esetleg a
Földet is elérők korai előrejelzése.

A plazmacsóva szétszakadásának megfigyelésekor a 3,3 év keringési idejű
Encke-üstökös 0,33 Cs.E. nap- és 0,79 Cs.E. földtávolságban járt, és alig néhány órával az esemény előtt volt napközelben – azaz az észlelt jelenség jóval a Merkúr pályáján belül
történt. Egy nagy napkitörés következtében központi csillagunk óriási
plazmatömeget és abba "belefagyott" mágneses teret lövellt ki a
bolygóközi térben éppen útjába kerülő Encke-üstökös irányába. Az üstökös
gázcsóváját (ioncsóváját) alkotó plazma és az interplanetáris térben
száguldó, azt végigsöprő koronakitörés (CME) plazmakötegének
találkozása elkerülhetetlen volt, s mint az a mellékelt animáción nagyon szépen látható, a csóvás égi vándorra igazi csapást mért a Napból érkező űrvihar. Az üstökösök plazmacsóvájának és a
bolygóközi plazma kölcsönhatásának megfigyelésével a napszél, illetve
a koronakitörések fizikája, az űridőjárás jobb megismerése válik lehetővé, mivel az üstökösök elősegítik a bolygóközi plazma térbeli feltérképezését távol a Földtől, sőt, az ekliptika
síkjától.

Az Encke-üstökös plazmacsóváját leszakítja egy koronakitörés (a képre klikkentve letölthető a 4,3 MB-os animáció, forrás: NASA).

A bolygóközi térben egymással szinte pontosan szemben mozgó üstökös és
koronakitörés plazmafelhője, ill. befagyott mágneses tere nem tud simán
egymásba hatolni, hanem a CME plazmája körülfollya az üstökös plazmáját,
miközben a CME mágneses tere összekuszálódva ráfeszül az üstökösre. A
mágneses tér nagyon bonyolult lesz, ami energiatöbbletet jelent, és a
lehető legkisebb energiájú állapot csak energia felszabadulásával állhat
vissza. Utóbbi folyamat szakítja szét az üstökös csóváját,
és a nagy sebességgel mozgó CME magával ragadja anyagát. Közben az
összekuszálódott mágneses tér szerkezete is egyszerűbbé, kisebb
energiájúvá válik. Valami hasonló van például a Napon a flerek
kialakulásának egyik modelljében is, amelyben a mágneses tér egyszerűbb
szerkezetűvé alakulásakor szabadul fel a kitörés energiája.

Az NRL kutatói rámutattak arra, hogy az üstökös plazmacsóvájának leszakadási jelensége és a bolygóközi plazma-Föld kölcsönhatás, mint
például a földmágneses csóva torzulásai, sarki fények keletkezése stb.,
bizonyos hasonlóságot mutatnak. Azonban itt meg kell azt jegyezni, hogy
a hasonlóságokon túl lényeges különbség az, hogy az üstökösökkel ellentétben a Földnek erős saját mágneses tere van. Az üstökös körüli mágneses jelenségeket a bolygóközi plazma
és az eredetileg mágneses tér nélküli üstökösplazma kölcsönhatása
idézi elő. A Földnél viszont már eleve együtt van jelen egy viszonylag
erős mágneses tér is és plazma is, így a kölcsönhatás fizikai leírása
több ponton eltér.

Az egymással szemben mozgó plazmák egyikének mágneses tere a plazmájával
együtt ráfeszül a másikra és a különböző polaritásokat jelképező
erővonalak "metszik egymást". A mágneses tér mentén a tér négy
szektorra válik szét és bonyolult konfiguráció alakul ki. A mágneses
tér szétcsatolódása és leépülése jelentős energia felszabadulásával jár, ami
szétszedi az üstökös csóváját (kép: S. Messer).

Kapcsolódó témák: