Межпланетное пространство вряд ли можно назвать спокойным местом. Солнце постоянно высвобождает высокоэнергетические частички, способные повредить спутники или же принести вред здоровью космонавтов. От негативного влияния Землю спасает магнитное поле.
Однако некоторым частичкам удается прорваться. Эти моменты фиксируются миссией MMS (Magnetospheric Multiscale). Новые данные показывают, что вихри космической плазмы, напоминающие торнадо, создают бурную границу, способную пропускать частички в околоземное пространство.
MMS запустили в 2015 году, используя четыре космических аппарата, выполняющих трехмерные обзоры земной магнитосферы. Проект исследует процесс переноса частиц в магнитосферу, рассматривая причины и последствия.
Используя данные обзора и новые 3D-симуляции, ученые впервые смогли изучить детали того, что происходит на границах магнитосферы.
Внутри магнитосферы плотность намного ниже, чем снаружи, где преобладает солнечный ветер. Магнитопауза (граница) теряет устойчивость, когда две области движутся с разным ускорением. Из-за этого вдоль края формируются волны Кельвина-Гельмгольца (масштабные вихри). Это приводит к созданию плазменных торнадо.
Волны Кельвина-Гельмгольца можно встретить во всей Вселенной, где два материала с разной плотностью перемещаются по соседству. Суперкомпьютер Титан и данные MMS показали, что торнадо оказались намного эффективнее, чем считали раньше. Сравнение симуляции и наблюдения помогло вывести точные параметры событий. Некоторые достигали 9300 миль, а другие 60, 90 и 125 миль в длину.
Недавно MMS установили на новую орбитальную точку, где продолжат изучать взаимодействие энергии и частиц в земной магнитосфере. Важно до конца разобраться в фундаментальных процессах пространства, потому что от этого зависит работа спутников и системы связи.