Planet kita sentiasa bermandikan angin yang berasal dari bintang di tengah sistem suria kita.
Kita tahu bahawa zarah-zarah yang membentuk plasma heliosfera matahari menjadi sejuk semasa mereka bergerak. Masalahnya ialah suhu mereka turun jauh lebih perlahan daripada yang diramalkan oleh model.
“Orang-orang telah mempelajari angin suria sejak penemuannya pada tahun 1959, tetapi terdapat banyak sifat penting dari plasma ini yang masih belum difahami sepenuhnya,” kata ahli fizik Stas Boldyrev dari University of Wisconsin-Madison.
“Pada mulanya, para penyelidik percaya bahawa angin suria harus menyejuk dengan cepat ketika menjauh dari Matahari, tetapi pengukuran satelit menunjukkan bahawa ketika sampai di Bumi, suhunya 10 kali lebih tinggi dari yang diharapkan.”
Pasukan penyelidik telah menggunakan peralatan makmal untuk mengkaji plasma bergerak dan sekarang berpendapat jawapan untuk masalah ini terletak pada elektron, yang sepertinya tidak dapat keluar dari kawalan cahaya matahari.
Untuk masa yang lama, diyakini bahawa proses pengembangan itu sendiri mematuhi undang-undang adiabatik, yang bermaksud bahawa tenaga terma tidak ditambahkan atau dikeluarkan dari sistem. Ini menjadikan bilangannya bagus dan sederhana, tetapi menganggap bahawa tenaga merosot masuk atau keluar dari aliran zarah.
Malangnya, perjalanan elektron jauh dari mudah: ia didorong ke dalam cengkaman medan magnet yang sangat besar. Kekacauan ini meninggalkan banyak ruang untuk pemindahan haba.
Untuk merumitkan lagi masalah, kerana jisimnya yang kecil, elektron lebih cepat daripada ion yang lebih berat ketika mereka terbang keluar dari atmosfera Matahari, meninggalkan awan partikel yang bermuatan positif.
Pada akhirnya, daya tarikan yang semakin meningkat di antara dua cas yang bertentangan menangkap momentum elektron terbang, menariknya kembali ke garis asal, di mana medan magnet mengubah jalannya lagi.
Boldyrev dan rakan-rakannya menunjukkan bahawa populasi elektron yang terperangkap memainkan peranan penting dalam bagaimana elektron mengedarkan tenaga haba mereka, mengubah sebaran khas halaju dan suhu zarah dengan cara yang tidak dapat diramalkan.
Kajian ini diterbitkan dalam PNAS.
Sumber: Foto: NASA
