Vigtigste JordobservationJordens felt åbner op for solvinden

Jordens felt åbner op for solvinden

Jordobservation : Jordens felt åbner op for solvinden

Billedkredit: NASA

Forskere har opdaget, at der kan dannes midlertidige revner i Jordens magnetfelt, der kan tillade, at nogle af solvindenes energi glider igennem og forstyrrer elektronik og kommunikation. Disse iagttagelser blev foretaget ved hjælp af NASA s Imager til Magnetopause til Aurora Global Exploration (IMAGE) satellit, der sporet en stor aurora i flere timer. ESA s klyngesatellitter fløj over det samme sted og opdagede en strøm af ioner, der gled gennem en revne, som normalt burde have været afbøjet af jordens magnetosfære.

Utrolige revner i Jorden s magnetfelt forbliver åbne i timevis, hvilket giver solvinden mulighed for at skubbe igennem og skabe stormfuldt rumvejr, ifølge nye observationer fra IMAGE- og Cluster-satellitterne.

Revnerne blev opdaget før, men forskere ved nu, at de kan forblive åbne i lange perioder, snarere end at åbne og lukke i bare meget korte intervaller. Denne nye opdagelse om, hvordan jordens magnetiske skjold brydes, forventes at hjælpe rumfysikere med at give bedre skøn over virkningerne af hårdt rumvejr.

”Vi opdagede, at vores magnetiske skjold er trækkende, som et hus med et vindue, der sidder åbent under en storm, ” sagde Dr. Harald Frey fra University of California, Berkeley, hovedforfatter af en artikel om denne forskning, der blev offentliggjort 4. december i Nature . ”Huset afbøjer det meste af stormen, men sofaen er ødelagt. Tilsvarende tager vores magnetiske skjold brosten af ​​rumstorme, men noget energi glider kontinuerligt gennem dets revner, nogle gange nok til at forårsage problemer med satellitter, radiokommunikation og kraftsystemer. ”

"Den nye viden om, at revnerne er åbne i lange perioder, i stedet for at åbne og lukke sporadisk, kan indarbejdes i vores rumvejrprognosecomputermodeller for mere præcist at forudsige, hvordan vores rumvejr er påvirket af voldelige begivenheder på Solen, " sagde Dr. Tai Phan, også for UC Berkeley, medforfatter til Nature-papiret.

Solvinden er en strøm af elektrisk ladede partikler (elektroner og ioner), der konstant blæses fra solen (billede 1). Solvinden overfører energi fra solen til jorden gennem de magnetiske felter, den bærer, og dens høje hastighed (hundreder af miles / kilometer i sekundet). Det kan blive gusty under voldelige solbegivenheder, ligesom Coronal Mass Ejections (CME'er), der kan skyde en milliard ton elektrificeret gas i rummet med millioner af kilometer i timen.

Jorden har et magnetfelt, der strækker sig i rummet i titusinder af miles, der omgiver planeten og danner en beskyttende barriere mod partiklerne og snarrede magnetfelter, som Solen sprænger mod den under CME'er. Rumstorme, der kan dumpe 1.000 milliarder watt - mere end Amerikas samlede elektriske produktionskapacitet - ind i jordens magnetfelt, indikerede imidlertid, at skjoldet ikke var uigennemtrængelig.

I 1961 forudsagde Dr. Jim Dungey fra Imperial College, Storbritannien, at der kunne dannes revner i magnetskærmen, når solvinden indeholdt et magnetfelt, der var orienteret i den modsatte retning af en del af jordens felt. I disse regioner vil de to magnetiske felter sammenkoble sig gennem en proces, der kaldes "magnetisk genforbindelse", og danner en revne i skjoldet, gennem hvilket de elektrisk ladede partikler i solvinden kunne strømme. (Billede 2 illustrerer revnedannelsen, og Animation 1 viser, hvordan solvindpartikler strømmer gennem revnen ved at følge usynlige magnetfeltlinjer.) I 1979 opdagede Dr. Goetz Paschmann, Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics, Tyskland revnerne ved hjælp af International Sun Earth Explorer (ISEE) rumfartøj. Da dette rumfartøj imidlertid kun kortvarigt passerede gennem revnerne under dets bane, var det ukendt, om revnerne var midlertidige træk eller om de var stabile i lange perioder.

I de nye observationer afslørede satellitten Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) et område næsten på størrelse med Californien i den arktiske øvre atmosfære (ionosphere), hvor en 75-megawatt “proton” aurora blussede i timevis (billede 4). Denne aurora, energisk nok til at drive 75.000 hjem, var forskellig fra den synlige aurora, der er kendt som nord- og sydlys. Det blev genereret af tunge partikler (ioner), der rammer den øvre atmosfære og fik den til at udsende ultraviolet lys, som er usynligt for det menneskelige øje, men detekteres af Far Ultraviolet Imager på BILLEDE. (Billede 6 og Animation 4 viser IMAGE's observationer af protonuroraen).

Mens auroraen blev optaget af IMAGE, fløj 4-satellit Cluster-stjernebilledet langt over IMAGE, direkte gennem krakken, og detekterede solvindioner, der strømmer igennem (billede 5). Normalt ville disse solvindioner blive afbøjet af Jordens skjold (billede 3), så Cluster's observation viste, at der var en revne. Denne strøm af solvindioner bombede vores atmosfære i nøjagtigt den samme region, hvor BILLEDE så protonuroraen. At IMAGE var i stand til at se protonuroraen i mere end 9 timer, indtil IMAGE kom videre i sin bane, hvor den ikke kunne observere auroraen, indebærer, at revnen forblev uafbrudt. (Animation 2 viser, hvordan rumfartøjet arbejdede sammen for at afsløre revnen.) Skønnet fra IMAGE- og klyngedataene, var krakken dobbelt så stor som Jorden ved grænsen til vores magnetiske skjold, ca. 38.000 miles (60.000 km) over planetens overflade. Da magnetfeltet konvergerer, når det kommer ind i Jorden i de polære regioner, blev krakken indsnævret til omtrent på størrelse med Californien ned nær den øvre atmosfære.

BILLEDE er en NASA-satellit, der blev lanceret den 25. marts 2000 for at give et globalt overblik over rummet omkring Jorden påvirket af jordens magnetfelt. Cluster-satellitterne, der er opført af Det Europæiske Rumorganisation og blev lanceret 16. juli 2000, laver et tredimensionelt kort over Jordens magnetfelt.

Original kilde: NASA News Release

Kategori:
Boganmeldelse: Protostarer og planeter V
Astronomer ser til sidst den type stjerne, der fører til type 1C Supernovae