Taevalaotusel mänglevat maagilist valgust tuntakse virmalistena. Küsimus, kuidas tekivad virmalisi põhjustavad laetud osakesed, on teadlasi huvitanud pikka aega. Nüüd on vastus olemas.
Ameerika teadlased leidsid, et virmalisi põhjustavad Päikeselt lähtuvad elektronid kiirendatakse ülisuure kiiruseni Maa magnetosfääri aktiivses piirkonnas, mis võib olla seniarvatust tuhat korda suurem.
“Seni arvati, et see piirkond on pisike. Meil aga õnnestus näidata, et see võib olla väga suur ning võimeline kiirendama hulgaliselt elektrone,” selgitas Jan Egedal Massachusettsi tehnoloogiainstituudist.
Egedali rühm analüüsis erinevate kosmosesondide kogutud andmeid, sealhulgas Päikeselt lähtuvaid subatomaarsete osakeste vooge jälgiva Euroopa kosmoseagentuuri Cluster satelliidirühma omi. Samuti sooritasid nad arvutisimulatsioone, kasutades selleks Oak Ridge’i riikliku laboratiooriumi superarvutit Kraken, millel on 112 000 paralleelselt töötavat protsessorit.
Ajakirjas Nature Physics avaldatud uuringu autorid jälgisid 11 päeva jooksul 180 miljardi simuleeritud osakese liikumist kosmoses ning kaardistasid üksikasjalikult virmalisi tekitavate elektronide liikumise.
Nad tegid kindlaks, et elektronid saavutavad ülisuure kiirenduse nn magnetsabas, Maad kaitsva magnetosfääri päikesetuule poolt kaugele kosmosesse väljavenitatud osas.
Egedali sõnul venitab Päikesest lähtuv laetud osakeste voog Maa magnetvälja jooni, mille tulemusel salvestab magnetväli energiat, nagu kummipael venitamisel. Kui tavaliselt paralleelsed magnetvälja jooned taasühinevad, vabaneb see energia (sarnaselt venitamisel katkevale kummipaelale) ning elektronid paisatakse tohutu kiirusega maakera suunas.
Nende ülikiiresti liikuvate elektronide põrkumine Maa atmosfääri ülemiste kihtide molekulidega tekitabki nii põhja- kui lõunapoolkeral esinevaid virmalisi.
Osa füüsikuid on pidanud virmalisi põhjustavate elektronide sellist teket ebatõenäoliseks, leides, et magnetsaba aktiivne piirkond ei ole Maa atmosfääri pommitavate elektronide tohutu hulga tekitamiseks piisavalt suur. Egedali rühm aga leidis, et see piirkond on tõenäoliselt piisavalt suur – tegelikult ligi tuhat korda suurem kui teoreetikud siiani võimalikuks pidasid.
Lisaks silmailu pakkuva tulevärgi tekitamisele kõrgetel laiuskraadidel võivad need laetud elektronid ka kahjustada või hävitada kosmosetehnikat.
Autor: Jaak-Kristian Sutt
Allikas: www.novaator.ee
