Fyra rymdfarkoster upptäcker magnetiska explosioner i turbulent plasma

Vid kontakt mellan två motsatta magnetiska fält i plasma accelereras partiklarna som vid en explosion, en process kallad magnetisk återkoppling. Med hjälp av fyra rymdfarkoster som flyger i formation har en internationell forskargrupp ledd från Institutet för rymdfysik (IRF) i Uppsala nu för första gången upptäckt hur denna process sker i ett turbulent plasma. Resultatet publiceras i veckans nätupplaga av Nature Physics. Merparten av den synliga materien i universum är plasma, en gas bestående av laddade partiklar. Oregelbundna strömmar och magnetiska fält, turbulens, finns överallt i plasma. Ett fundamentalt men delvis olöst problem är hur den elektromagnetiska energin frigörs i turbulent plasma och hur partiklarna accelereras och blir upphettade. Magnetisk återkoppling ("magnetic reconnection" på engelska) är en av de viktigaste universella mekanismerna för frigörelse av energi och sker både i laboratorieplasma och i rymdplasma. Återkoppling spelar en viktig roll i solen och i jordens mägnetosfär, samt runt andra stjärnor och planeter. - Teoretiska modeller har länge förutspått att återkoppling sker i turbulenta plasma, men hittills har det inte gjorts några direkta mätningar. I vår undersökning visar vi för första gången direkta experimentella bevis på att det är så, säger Alessandro Retinò, doktorand vid Institutet för rymdfysik i Uppsala. Forskarna använde mätningar i den turbulenta solvinden nära jorden utförda av Cluster, fyra satelliter uppskickade av det europeiska rymdorganet ESA. Mätningarna visar att återkoppling startar vid formationen av kraftiga strömmar på grund av turbulens. Dessa strömområdena är väldigt smala, med en storlek omkring 100 km, vilket är lite i rymden. Under återkopplingen accelereras de laddade partiklarna och blir upphettade inom de kraftiga strömområdena. - Vår upptäckt kan ha stor betydelse för studier av frigörelse av energi i turbulent rymdplasma, men kan tillämpas på vilket turbulent plasma som helst. Möjliga tillämpningar finns inom fusionsforskningen och högenergiastrofysik, säger Alessandro Retinò. Artikeln "In situ evidence of magnetic reconnection in turbulent plasma" av A. Retinò, D. Sundkvist, A. Vaivads, F. Mozer, M. André and C. J. Owen publicerades 25 mars 2007 i nätupplagan av Nature Physics (doi:10.1038/nphys574). Mer information: Alessandro Retinò, Institutet för rymdfysik, tel: 018-471 31 06, mobil: 070-994 28 72, e-post: alessandro.retino@irfu.se Länkar: Institutet för rymdfysik: http://www.irf.se och http://www.irfu.se (IRF i Uppsala) ESA Cluster http://www.esa.int/esaSC/120383_index_0_m.html och http://clusterlaunch.esa.int Tidskriften Nature Physics: http://www.nature.com/nphys Abstract: http://www.nature.com/nphys/journal/vaop/ncurrent/abs/nphys574.html