Международная группа исследователей обнаружила в турбулентной плазме космического пространства ранее не наблюдавшийся магнитный эффект. Учёные установили, что направление вращения магнитных полей меняется на определённом диапазоне масштабов. Результаты работы опубликованы в журнале The Astrophysical Journal Letters, о них также сообщил сайт ScienceDaily.
Плазма состоит из электрически заряженных частиц, которые активно взаимодействуют с магнитными и электрическими полями. В отличие от воздуха и воды на Земле, частицы в космосе расположены очень разреженно и почти не сталкиваются друг с другом. Из-за этого возникающая турбулентность отличается от процессов, знакомых по земной атмосфере и океанам.
Открытие сделали по данным космического аппарата NASA Parker Solar Probe, который изучает околосолнечное пространство. В исследовании участвовали специалисты Технического университета Брауншвейга, Токийского университета, университетов Тохоку, Кюсю и Осаки, а также других организаций из десяти стран. Анализ точных измерений магнитных полей и частиц показал, что при удалении от Солнца смена направления становится заметнее и происходит на более крупных масштабах.
На больших масштабах плазма ведёт себя подобно жидкости, а её движение формируют вихри и электромагнитные волны. Если смотреть от Солнца наружу, магнитные поля в этой области обычно вращаются против часовой стрелки. На значительно меньших масштабах направление меняется на противоположное, причём переход совпадает с границей между коллективным движением плазмы и поведением отдельных частиц.
«Мы видим чёткую структуру в спектре, хотя турбулентность представляет собой неупорядоченные движения», — заявил первый автор исследования Масатоми Иидзава из Технического университета Брауншвейга. Представитель Токийского университета Ёкои отметил: «Результаты имеют большое значение как для физики плазмы, так и для астрофизики». Учёные считают, что выявленный порядок поможет объяснить, как турбулентность развивается на разных физических масштабах.
Плазменная турбулентность встречается в солнечном ветре, магнитосфере Земли, межпланетном пространстве и областях, затронутых солнечными выбросами. Она также связана с ударными волнами и облаками магнитного вещества, которые после вспышек Солнца распространяются между планетами. Понимание обнаруженного перехода может помочь уточнить модели солнечного ветра и повысить точность прогнозирования геомагнитных бурь.