Fenomena cuaca luar angkasa yang pertama kali diamati di laboratorium – Dunia Fisika

Peristiwa cuaca luar angkasa yang dikenal sebagai emisi paduan suara mode peluit telah diamati di laboratorium untuk pertama kalinya. Emisi ini terjadi secara alami di wilayah luar angkasa yang didominasi oleh medan magnet planet – magnetosfer – dan hal ini terkait dengan aurora yang menerangi langit utara dan selatan kita setiap musim dingin. Namun, asal muasalnya masih kurang dipahami, dan hingga saat ini, mempelajarinya melibatkan pengamatan pesawat ruang angkasa atau simulasi numerik. Dengan menciptakan kembali kondisi yang menghasilkan emisi ini, para peneliti di Institut Nasional Sains Fusion Jepang dan Universitas Tokyo berharap dapat lebih memahami emisi tersebut dan bagaimana pengaruhnya terhadap satelit yang mengorbit serta jaringan listrik dan komunikasi di darat.

Emisi paduan suara mode Whistler adalah gelombang yang intens dan koheren yang menghasilkan dan mengangkut elektron berenergi tinggi melalui magnetosfer planet. Mereka mendapatkan namanya karena frekuensinya bervariasi berulang kali sehingga mengingatkan para peneliti awal akan “paduan suara fajar” dari kicau burung. Gelombang plasma ini telah diamati di magnetosfer Jupiter dan di wilayah yang dipengaruhi oleh medan magnet bumi, namun belum pernah diamati sebelumnya dalam kondisi terkendali di laboratorium.

Menciptakan plasma tipe magnetosfer

Tugas pertama untuk pemimpin tim Haruhiko Saitoh dan Zensho Yoshida adalah menciptakan medan magnet yang meniru magnetosfer. Jenis medan magnet paling mendasar yang terbentuk di magnetosfer planet adalah medan dipol, dan di fasilitas Ring Trap 1 (RT-1) Universitas Tokyo, jenis medan ini biasanya digunakan untuk membatasi plasma secara stabil untuk eksperimen fusi tingkat lanjut.

Dalam karya mereka, yang mereka gambarkan di Alam Komunikasi, Saitoh dan rekannya menghasilkan medan ini menggunakan kumparan superkonduktor magnetis seberat 110 kg yang terletak di dalam bejana vakum RT-1. Dengan mengisi bejana vakum dengan gas hidrogen dan merangsang gas tersebut dengan gelombang mikro, mereka menciptakan plasma hidrogen berkualitas tinggi yang mengandung elektron yang dipanaskan hingga suhu tinggi. “Menciptakan lingkungan yang mirip dengan magnetosfer di laboratorium merupakan suatu tantangan,” kata Saitoh Dunia Fisika, “tetapi RT-1 mampu mencapai hal ini berkat kumparan superkonduktor melayang dalam ruang vakum.”

Emisi paduan suara bisa menjadi fenomena universal

Para peneliti menggunakan probe magnetik untuk mempelajari bagaimana plasma – termasuk komponen elektron panas – berfluktuasi. Mereka menemukan bahwa plasma secara spontan menghasilkan emisi paduan suara gelombang peluit setiap kali plasma mengandung sejumlah besar elektron bersuhu tinggi. Elektron ini bertanggung jawab atas tekanan plasma, dan tim mengamati bahwa peningkatan jumlah elektron akan mendorong timbulnya emisi paduan suara.

Menurut para peneliti, hasil ini menunjukkan bahwa emisi paduan suara adalah fenomena universal dalam plasma yang mengandung elektron bersuhu tinggi dalam medan magnet dipol sederhana. Plasma jenis ini umum ditemukan di geospace, yang oleh tim didefinisikan sebagai “ruang di sekitar bumi yang sangat erat kaitannya dengan aktivitas manusia”. Ketika aktivitas tersebut semakin intensif, mereka mencatat, studi tentang gangguan magnetosfer yang dapat menyebabkan aurora, serta kegagalan daya dan komunikasi, menjadi lebih penting. “Emisi paduan suara penting untuk memahami dan berpotensi memitigasi dampak ini,” kata mereka.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/space-weather-phenomenon-observed-in-the-lab-for-the-first-time/