Powrót do przedsionku chaosu
Erupcje słoneczne powodujące burze geomagnetyczne w momencie zderzenia z polem magnetycznym Ziemi są jednym z przykładów na brak równowagi w układzie Słońce-Ziemia. Niestabilności, fale i turbulencje mają kluczowy wpływ na zachowanie układu. Chaos jest wszechobecny w przestrzeni okołoziemskiej, którą charakteryzują zmienne okresy spokojnych fluktuacji o niskim poziomie oraz fali magnetycznych i pól elektrycznych o wysokim poziomie. W ramach projektu "Scientists working on the 'Nonlinear dynamics of the solar-terrestrial environment" (PLASMADYNAMICS) przy wykorzystaniu narzędzi dynamiki nieliniowej przebadano chaotyczny charakter środowiska kosmicznego. Oferuje ona skuteczne techniki matematyczne i obliczeniowe pozwalające gruntownie zbadać genezę i naturę turbulencji. Turbulencje w przestrzeni kosmicznej regulowane są falami Alfvéna, czyli poruszającymi się zaburzeniami plazmy i pola magnetycznego. Nieliniowe interakcje między falami Alfvéna przemieszczającymi się z góry na dół, zderzając się ze sobą i tworząc tym samym nowe fale, stanowią podstawowe elementy turbulencji. Naukowcy projektu PLASMADYNAMICS przy pomocy równań nieliniowych stworzyli model ewolucji fal Alfvéna. W szczególności wykorzystali pochodne równania Schrödingera opisujące ruch poszczególnych cząsteczek. Naukowcom projektu PLASMADYNAMICS udało się między innymi stworzyć model przejścia z porządku do chaosu. Zespół pod przewodnictwem Observatoire de Paris we Francji zaobserwował nieliniowe interakcje między przeciwpropagującymi się falami Alfvéna. Podczas gwałtownych emisji cząsteczek naładowanych ze Słońca, będących źródłem silnych wiatrów kosmicznych, zaobserwowano chaotyczne ruchy zjonizowanych gazów. Ponadto w ramach projektu PLASMADYNAMICS zgromadzono naukowców z różnych państw Azji, Ameryki i Europy, aby połączyć modelowanie z obserwacjami słonecznymi. Wyniki przedstawione w 12 artykułach przyczynią się do poprawy naszego pojmowania sposobów wpływania turbulencji na oddziaływanie silnych wiatrów kosmicznych na Ziemię.
Słowa kluczowe
Chaos, Słońce, Ziemia, burze geomagnetyczne, niestabilności, fale, turbulencje, dynamika nieliniowa, zjonizowany gaz
