Portal Tersembunyi di Medan Magnetik Bumi

Sebuah tema favorit dari fiksi ilmiah adalah "portal"-sebuah pembukaan yang luar biasa dalam ruang waktu yang menghubungkan wisatawan ke ruang-waktu yang jauh. Sebuah portal yang baik adalah jalan pintas, panduan, sebuah pintu ke tempat yang tidak diketahui. Jika saja mereka benar-benar ada ....

Konsep artis dari medan magnet bumi terhubungkan dengan medan magnetik matahari, dengan pesawat ruang angkasa yang siap untuk mengukur partikel dan medan.

Ternyata tampaknya semacam portal memang ada, dan peneliti dari University of Iowa yang didanai oleh NASA, telah menemukan cara untuk menemukan mereka.

"Kami menyebutnya titik X atau daerah difusi elektron," jelas ahli fisika plasma Jack Scudder dari University of Iowa. "Mereka adalah tempat di mana medan magnetik Bumi terhubungkan ke medan magnet Matahari, membuat jalan tak terputus dari planet kita ke atmosfer Matahari yang jauhnya 93 juta mil."

Pengamatan oleh pesawat ruang angkasa NASA, Themis,  dan satelit Eropa, Cluster, menunjukkan bahwa portal magnetik ini terbuka dan menutup lusinan kali setiap hari. Mereka biasanya terletak beberapa puluh ribu kilometer dari Bumi di mana medan geomagnetik bertemu dengan angin matahari yang bergerak dgn cepat. Sebagian besar portal ini kecil dan berumur pendek, yang lainnya lebar, luas, dan berkelanjutan. Ber ton-ton partikel energetik dapat mengalir melalui bukaan, memanaskan bagian atas atmosfer Bumi, memicu badai geomagnetik, dan memicu aurora terang di kutub.

NASA merencanakan misi yang disebut "MMS", singkatan dari Misi Magnetospheris Multiskala, yang akan diluncurkan pada tahun 2014, untuk mempelajari fenomena tersebut. Lengkap dengan detektor partikel energetik dan sensor magnetik, keempat pesawat ruang angkasa dari MMS akan disebar di magnetosfer Bumi dan mengelilingi portal untuk mengamati bagaimana mereka bekerja.

Data dari pesawat ruang angkasa NASA, Polar, sekitar tahun 1998, memberikan petunjuk penting untuk menemukan magnetik titik-X .

Sebelumnya ada satu masalah: Yaitu Menemukan mereka. Portal magnet tidak terlihat, tidak stabil, dan sulit dipahami. Mereka membuka dan menutup tanpa peringatan "dan tidak ada rambu-rambu untuk membimbing kita menemukan mereka," Tapi kali ini Scudder telah menemukan rambu itu.

Portal terbentuk melalui proses rekoneksi magnetik. Berpadunya garis gaya magnetik dari matahari dan Bumi berselang-seling dan bergabung untuk menciptakan bukaan. "Titik X" adalah di mana persilangan terjadi. Bergabungnya medan magnet secara tiba-tiba dapat mendorong jet partikel bermuatan dari titik-X, menciptakan "wilayah difusi elektron."

Untuk mempelajari cara menentukan peristiwa ini, Scudder melihat data dari satelit yang mengorbit Bumi lebih dari 10 tahun lalu.

"Pada akhir 1990-an, pesawat ruang angkasa NASA, Polar, menghabiskan tahunan waktunya di magnetosfer Bumi," jelas Scudder, "dan menemukan banyak titik X selama misinya."

Sebuah video yang menjelaskan bagaimana portal tersembunyi terbentuk-dan bagaimana kita dapat menemukan mereka.

Karena sensor yang dilakukan Polar mirip dengan MMS, Scudder memutuskan untuk melihat bagaimana sebuah X-point terlihat oleh Polar. "Dengan menggunakan data Polar, kami telah menemukan lima kombinasi sederhana dari medan magnet dan pengukuran partikel energetik yang memberitahu kita ketika kita telah melintas di titik-X atau di wilayah difusi elektron. Sebuah pesawat ruang yang dilengkapi instrumentasi yang tepat, dapat membuat pengukuran ini. "

Ini berarti bahwa anggota tunggal dari konstelasi MMS dengan menggunakan diagnostik dapat menemukan portal dan menginformasikannya ke anggota lainnya. Perencana Misi telah lama berpikir bahwa MMS mungkin harus menghabiskan waktu satu tahun umtuk menemukan portal sebelum bisa mempelajarinya. Karya Scudder ini mempersingkat proses itu, memungkinkan MMS untuk pergi bekerja tanpa penundaan.

Baru kali ini portal adalah nyata. Dan dengan "rambu-rambu" yang memberi tahu kita bagaimana menemukan mereka. Karya Scudder dan rekan dijelaskan secara rinci dan lengkap dalam edisi 1 Juni, Physical Review Letters.