Võib-olla olete näinud selliseid tsunamikujulisi pilvi Maa atmosfääris veeremas. Need korduvad lokid tulenevad õhuvoolust, mis tabab selle all olevat seisvat või aeglasemalt liikuvat õhukihti. Turbulentsi tuntakse Kelvin-Helmholtzi ebastabiilsuse nime all, mis on nime saanud selle avastajate, William Thomsoni – paremini tuntud kui Lord Kelvin – ja Hermann von Helmholtzi järgi.
'Põhimõtteliselt, kui teil on kaks vedelikku või kaks gaasi, mis voolavad erineva kiirusega, siis nende kahe liideses on see liides ebastabiilne,' selgitab New Hampshire'i ülikooli füüsikaprofessor Joachim Raeder. 'Lained võivad tekkida ja seda me kutsume Kelvin-Helmholtzi laineks.'
Pilved sellel fotol on eriti pilkupüüdvad, kuna need 'murduvad' täpselt nagu ookeanilained. Kuid Kelvin-Helmholtzi pilved, nagu neid tuntakse, võivad ilmuda ka kühmude või rullidena. 'Need algavad väga väikeste kõikumistena,' ütleb Raeder, 'ja siis kõrgus kasvab ja lõpuks nad pöörduvad ümber.' Nende märkamiseks otsige pilvedest korrapärast ja korduvat mustrit.
Kelvin-Helmholtzi ebastabiilsus esineb kogu looduses – isegi avakosmoses, näiteks Jupiteri ja Saturn . Raeder uurib Maa oma magnetosfäär , ja avastas hiljuti, et meie planeedist plasmast mööda puhuvad päikesetuuled põhjustavad magnetosfääris rohkem Kelvini-Helmholtzi laineid, kui seni arvati. Tema ja üks tema magistrantidest avaldas oma leiud sisse Looduskommunikatsioonid maikuus.
See simulatsioon näitab Maa ümber asuvat magnetmulli, mida nimetatakse magnetosfääriks. Kui päikesetuul – osakeste pidev vool päikesest – tormab mööda, loob see klassikaliste surfarilainete kuju, mida teadlased tunnevad Kelvin-Helmholtzi lainetena. Kujutis S. Kavosi/J. Raeder/UNH'Me suutsime esimest korda tõesti näidata, kui sageli need esinevad [magnetosfääris]. Inimesed on neid varem näinud, kuid arvati, et need on väga haruldased ja et neid ei juhtu väga sageli, ”ütleb Raeder. 'Saime teada, et nad on kohal umbes 20 protsenti ajast.'
Tavaliselt peaks magnetosfäär olema päikesetuule plasma eest hästi kaitstud, sest plasma ei pääse kergesti magnetväljast läbi, selgitab Raeder. Kuid Kelvin-Helmholtzi lained võivad põhjustada plasma segunemist magnetosfääriga ja selle kõrisemist, mille tulemuseks on ülimadala sagedusega lained, mis võivad Van Alleni kiirgusvööd (kaks ruumi ümber meie planeedi, mis koosnevad kiiresti liikuvatest osakestest). Ja kiirgusvööde häirimine võib Raederi sõnul häirida satelliite.
Kelvin-Helmholtzi lainete põhjalikum uurimine Maa-lähedases kosmoses võib aidata meil õppida, kuidas paremini ennustada teatud kosmoseilmastiku sündmusi. 'Viiskümmend aastat tagasi oli kosmoseilmast huvitatud inimesi väga vähe,' ütleb Raeder. Tänapäeval pöörame aga rohkem tähelepanu.