ProjektyMechanizm odpowiedzialny za turbulencję magnetyczną w przestrzeni kosmicznej wokół Ziemi został odkryty przez naukowców z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk, Uniwersytetu Kardynała Stefana Wyszyńskiego oraz amerykańskiego Southwest Research Institute w San Antonio.
Turbulencje kosmiczne to temat fascynujący, bo dotyczą procesów zachodzących wokół Ziemi. – Oczekujemy, że nasze badania przyczynią się do zrozumienia mechanizmów związanych z pogodą kosmiczną. Ta tzw. pogoda kosmiczna wpływa m.in. na działanie satelitów i systemów komunikacyjnych. Rozumienie turbulencji w przestrzeni kosmicznej może mieć istotne znaczenie dla naszej cywilizacji – mówi prof. Wiesław M. Macek z Instytutu Nauk Fizycznych UKSW, który kieruje obecnie projektem Narodowego Centrum Nauki OPUS-21 pt. „Turbulencja i rekoneksja magnetyczna w środowisku kosmicznym Ziemi”. Liderem projektu jest UKSW, zaś partnerem Centrum Badań Kosmicznych PAN. Zagadnieniu turbulencji kosmicznej poświęcony został doktorat Dariusza Wójcika, stypendysty programu i uczestnika Szkoły Doktorskiej GeoPlanet (CBK PAN), napisany pod kierunkiem prof. Wiesława M. Macka.
Turbulencja, choć badana od dziesięcioleci, pozostaje jednym z największych nierozwiązanych problemów nauk przyrodniczych. Jak podkreśla prof. Wiesław M. Macek, zarówno wiatr słoneczny, jak i magnetosfera mogą być traktowane jako naturalne laboratoria do badań nad turbulencją.
Najnowsze odkrycia naukowców przybliżają nas do lepszego zrozumienia, jak energia rozprasza się w kosmosie. W oparciu o unikatową misję kosmiczną MMS (Magnetospheric Multiscale Mission) NASA, dostarczającą bezprecedensowych danych magnetometrycznych o rozdzielczości milisekundowej, badacze uzyskali wyniki dotyczące procesów w turbulencji plazmy kosmicznej w bardzo małych skalach kinetycznych. Są to skale porównywalne z rozmiarami orbit poszczególnych cząstek naładowanych tworzących plazmę kosmiczną, w których należy stosować teorię kinetyczną zamiast klasycznej teorii płynów.
Wyniki te zostały niedawno opublikowane w czołowych międzynarodowych czasopismach naukowych. Nowe polsko-amerykańskie badania dowodzą, że turbulencja magnetyczna w plazmie bliskiej Ziemi wykazuje właściwość typową dla procesów Markowa. Charakteryzują się one tym, że przyszłość procesu zależy wyłącznie od jego obecnego stanu, a nie od historii, która do niego doprowadziła. „Bezpamięciowa” właściwość takich procesów może mieć znaczenie także w naszym codziennym życiu. Na przykład, gdyby pogoda dzisiejsza zależała jedynie od stanu atmosfery z dnia wczorajszego, umożliwiłoby to lepsze statystyczne prognozowanie pogody na jutro.
Paradoksalnie okazało się, że turbulencja związana z zawirowaniami pola magnetycznego w osłonie magnetosfery Ziemi (patrz rys.) w bardzo małych skalach kosmicznych może być nawet mniej skomplikowana niż turbulencja atmosferyczna.
Więcej o wybitnym odkryciu:
28 września 2025
