Noen ganger løsner en plutselig puls av energi i jordens magnetosfære. Hva er en geomagnetisk underform og hva gjør den?
Selv om vi har visst om dem i flere år, har den eksakte prosessen bak en geomagnetisk underform vært et mysterium ... et som løses med data fra oppdrag som ESAs Cluster romfartøy. Jorden bades kontinuerlig i innkommende ark med elektron og protoner - produktet fra en aktiv sol. Disse sterkt energiserte partiklene er ganske enkelt en del av solvindene som strømmer fra koronale hull og til og med kraftige sprengninger fra hendelser som koronale masseutkast. For det meste er vi skjermet av magnetosfæren - men noen ganger slipper en liten bit og samles i magnetkassen - lagret som en batterilading. På et tidspunkt blir den utgitt ... og når den gjør det, ordner den magnetfeltlinjene våre på nytt. Energien leder seg deretter langs disse linjene som et glødetråd i en lyspære. Når watt treffer viften? Wow… Vi har polar aurora!
Det er ikke et nytt konsept, men det har aldri vært en klar forståelse av hvor disse geomagnetiske stormene har sin opprinnelse. Kommer de fra en plutselig forstyrrelse av elektrisk strøm cirka 64 000 km fra planeten? Eller blir det skapt av en prosess som kalles magnetisk tilkobling som forekommer mye lenger nede på magnethalen, i en avstand på rundt 125 000 - 200 000 km? Hvis du husker vår nylige studie av Alfven-bølger, kjenner du nåværende konsensuspunkter mot tilkoblingsteorien. Men det er bare ett problem. Alfven-bølger er sakte og beveger seg med en tilkoblingshastighet på omtrent 250 sekunder. Det vi ser er en hendelse som skjer omtrent 60 sekunder etter tilkoblingen på nytt ... og fødselen til en ny bevegelse. Den kinetiske Alfven-bølgen (KAW).
"Vi kjørte et veldig enkelt system, og simulerte hvordan gjenkoblingshendelsen frigjorde energi i plasmasjiktet til ladede partikler," sa Shay. "Vi lette etter en raskere mekanisme for å overføre signalet fra eksplosjonen enn Alfven-bølgene som allerede var anerkjent."
I motsetning til forgjengeren som motiverer både ioner og elektroner, begeistrer KAW bare elektronet og beveger dem gjennom plasmaet med dobbelt så høy hastighet. Gjennom simuleringer er det bevist at den kinetiske Alfven-bølgen kan gyte ved tilkobling, bevege seg bort fra eksplosjonen og aktivere aurora. Dataene ble returnert av Fluxgate Magnetometer (FGM) og Electric Fields and Waves (EFW) instrumentet og funnet av Jonathan Eastwood, en forskningsstipendiat ved The Blackett Laboratory, Imperial College London.
"Jeg fant 18 hendelser som skjedde på det tidspunktet de fire romfartøyene fløy gjennom haleregionen," sa Dr. Eastwood. "Det raske signalet som ble spådd av Michael Shay, dukket opp i Cluster-dataene, og støttet teorien om at kinetiske Alfven-bølger som ble generert ved tilkobling raskt gir strøm til auroras."
"Det er snarere som det som skjer i tordenvær," la han til. "Den raskt bevegelige lynblink kommer først, etterfulgt av en tid senere av tregere lydbølger."
Fancy at ... Kommer fra en underform!
Original historiekilde: ESA Science and Technology News. For videre lesing: Superalfvenisk forplantning av signaturer på tilkoblingen av undergrunnen og poynting Flux.
