Bildekreditt: NASA
Forskere har oppdaget at det kan dannes midlertidige sprekker i jordas magnetfelt som kan tillate at noe av solvindens energi glir gjennom og forstyrrer elektronikk og kommunikasjon. Disse observasjonene ble gjort ved hjelp av NASAs Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) satellitt, som sporet av en stor aurora i flere timer. ESAs Cluster-satellitter fløy over samme sted og oppdaget en strøm av ioner som gled gjennom en sprekk som normalt burde vært avledet av jordas magnetosfære.
Utrolige sprekker i jordas magnetfelt forblir åpent i flere timer, slik at solvinden kan sive gjennom og gi stormfullt romvær, ifølge nye observasjoner fra BILDE- og klyngesatellittene.
Sprekkene ble oppdaget før, men forskere vet nå at de kan forbli åpne i lange perioder, i stedet for å åpne og lukke for bare veldig korte intervaller. Denne nye oppdagelsen om hvordan jordas magnetiske skjold brytes, forventes å hjelpe romfysikere med å gi bedre estimater av effektene av alvorlig romvær.
"Vi oppdaget at vårt magnetiske skjold er trekkfullt, som et hus med et vindu som står åpent under en storm," sier Dr. Harald Frey fra University of California, Berkeley, hovedforfatter av et papir om denne forskningen publisert 4. desember i Nature . “Huset avleder mesteparten av uværet, men sofaen er ødelagt. På samme måte tar magnetskjoldet vårt stormrommet, men noe energi glir kontinuerlig gjennom sprekkene, noen ganger nok til å forårsake problemer med satellitter, radiokommunikasjon og kraftsystemer. ”
"Den nye kunnskapen om at sprekkene er åpne i lengre perioder, i stedet for å åpne og lukke sporadisk, kan innarbeides i datamaskinmodellene for romvarsling for å nøyaktig forutsi hvordan romværet vårt påvirkes av voldelige hendelser på sola," sa dr. Tai Phan, også av UC Berkeley, medforfatter av Nature-papiret.
Solvinden er en strøm av elektrisk ladede partikler (elektroner og ioner) som blåses konstant fra solen (bilde 1). Solvinden overfører energi fra solen til jorden gjennom magnetfeltene den bærer og dens høye hastighet (hundrevis av miles / kilometer per sekund). Det kan bli vindstille under voldsomme solhendelser, som Coronal Mass Ejections (CME), som kan skyte en milliard tonn elektrifisert gass ut i verdensrommet til millioner av kilometer i timen.
Jorden har et magnetfelt som strekker seg ut i verdensrommet i titusenvis av miles, som omgir planeten og danner en beskyttende barriere mot partiklene og snarvede magnetiske felt som solen sprenger mot den under CME-er. Romstormer, som kan dumpe 1000 milliarder watt - mer enn USAs totale elektriske generasjonskapasitet - i jordens magnetfelt, indikerte imidlertid at skjoldet ikke var ugjennomtrengelig.
I 1961 spådde Dr. Jim Dungey fra Imperial College, Storbritannia, at det kunne oppstå sprekker i magnetskjoldet når solvinden inneholdt et magnetfelt som var orientert i motsatt retning av en del av jordens felt. I disse regionene ville de to magnetfeltene sammenkoble seg gjennom en prosess som kalles "magnetisk tilkobling", og danner en sprekk i skjoldet som de elektrisk ladede partiklene i solvinden kunne strømme gjennom. (Bilde 2 illustrerer sprekkdannelsen, og Animasjon 1 viser hvordan solvindpartikler strømmer gjennom sprekken ved å følge usynlige magnetfeltlinjer.) I 1979 oppdaget Dr. Goetz Paschmann, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Tyskland sprekkene ved å bruke International Sun Earth Explorer (ISEE) romskip. Siden dette romfartøyet bare kort gikk gjennom sprekkene under bane, var det ukjent om sprekkene var midlertidige trekk eller om de var stabile i lange perioder.
I de nye observasjonene avslørte satellitten Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) et område nesten på størrelse med California i den arktiske øvre atmosfæren (ionosfæren) der en 75 megawatt “proton” aurora blusset i timevis (Bilde 4). Denne auroraen, energisk nok til å drive 75.000 hjem, var forskjellig fra den synlige auroraen kjent som nord- og sørlyset. Det ble generert av tunge partikler (ioner) som treffer den øvre atmosfæren og fikk den til å avgi ultrafiolett lys, som er usynlig for det menneskelige øyet, men detekteres av Far Ultraviolet Imager på BILDE. (Bilde 6 og Animasjon 4 viser IMAGEs observasjoner av protonuroraen).
Mens auroraen ble tatt opp av IMAGE, fløy 4-satellitt Cluster-stjernebildet langt over IMAGE, direkte gjennom sprekken, og oppdaget solcellevindioner som strømmet gjennom (bilde 5). Normalt ville disse solavindionene bli avledet av jordskjoldet (Bilde 3), så Clusters observasjon viste at det var en sprekk. Denne strømmen av solenergi-ioner bombarderte atmosfæren vår i nøyaktig den samme regionen der IMAGE så protonuroraen. Det at IMAGE klarte å se protonuroraen i mer enn 9 timer, til IMAGE gikk i sin bane til der den ikke kunne observere auroraen, innebærer at sprekken forble kontinuerlig åpen. (Animasjon 2 viser hvordan romskipet jobbet sammen for å avsløre sprekken.) Beregningen ut fra BILDE- og klyngedataene var sprekken dobbelt så stor som Jorden ved grensen til vårt magnetiske skjold, omtrent 38 000 mil (60 000 km) over planetens flate. Siden magnetfeltet konvergerer når det kommer inn i jorden i de polare områdene, smalt sprekken til omtrent på størrelse med California nede i nærheten av den øvre atmosfæren.
IMAGE er en NASA-satellitt som ble lansert 25. mars 2000 for å gi et globalt syn på rommet rundt Jorden påvirket av jordas magnetfelt. Cluster-satellittene, bygget av European Space Agency og ble lansert 16. juli 2000, lager et tredimensjonalt kart over jordas magnetfelt.
Originalkilde: NASA News Release
