Kuvan luotto: NASA
Tutkijat ovat havainneet, että maapallon magneettikenttään voi muodostua väliaikaisia halkeamia, jotka voivat antaa osan auringon tuulen energiasta siirtyä läpi ja häiritä elektroniikkaa ja viestintää. Nämä havainnot tehtiin NASA: n Imager Magnetopause -sovelluksella Aurora Global Exploration (IMAGE) -satelliittiin, joka seurasi suurta auroraa useita tunteja. ESAn Cluster-satelliitit lentävät saman sijainnin yli ja havaitsivat ionivirran, joka liukastui halkeaman läpi, jonka normaalisti olisi pitänyt ohjata maan magneettikuva.
IMAGE- ja Cluster-satelliittien uusien havaintojen mukaan maapallon magneettikentän valtavat halkeamat ovat avoinna tuntikausia, jolloin aurinkotuuli voi päästä läpi ja saada aikaan myrskyisen avaruussään.
Halkeamia havaittiin aiemmin, mutta tutkijat tietävät nyt, että ne voivat olla avoinna pitkään sen sijaan, että ne avautuvat ja sulkeutuvat vain hyvin lyhyin väliajoin. Tämän uuden havainnon siitä, kuinka maapallon magneettikilpi on rikottu, odotetaan auttavan avaruusfyysikoita arvioimaan paremmin ankaran avaruussään vaikutuksia.
"Huomasimme, että magneettikilvemme ovat dramaattiset, kuten talossa, jossa ikkuna on kiinni myrskyn aikana", sanoi tohtori Harald Frey Kalifornian yliopistosta, Berkeley, tämän tutkimuksen pääkirjan kirjoittaja, joka julkaistiin 4. joulukuuta luonnossa. . “Talo ohjaa suurimman osan myrskystä, mutta sohva on pilalla. Samoin magneettikilvemme kestää avaruusmyrskyjä, mutta osa energiasta liukuu jatkuvasti halkeamiensa läpi, toisinaan tarpeeksi aiheuttamaan ongelmia satelliiteille, radioviestinnälle ja sähköjärjestelmille. "
"Uusi tieto siitä, että halkeamat ovat avoinna pitkiä aikoja sen sijaan, että ne avautuvat ja sulkeutuvat satunnaisesti, voidaan sisällyttää avaruussääennustetietokonemalleihimme, jotta voidaan paremmin ennustaa, kuinka avaruussäähän vaikuttaa väkivaltaiset auringonpaisteet", sanoi tohtori. Tai Phan, myös UC Berkeley, Nature-lehden yhteiskirjaaja.
Auringon tuuli on sähköisesti varautuneiden hiukkasten (elektronien ja ionien) virta, jota puhalletaan jatkuvasti auringosta (kuva 1). Auringon tuuli siirtää energiaa Auringosta maapallolle kantaviensa magneettikenttien ja suuren nopeuden (satoja mailia / km sekunnissa) kautta. Se voi tulla gustyä väkivaltaisten aurinko-tapahtumien aikana, kuten Coronal Mass Ejections (CME), joka voi ampua miljardia tonnia sähköistettyä kaasua avaruuteen miljoonien mailien tunnissa.
Maapallolla on magneettikenttä, joka ulottuu avaruuteen kymmeniä tuhansia mailia ja ympäröi planeettaa ja muodostaa suojaesteen hiukkasille ja hämärtää magneettikenttiä, joita aurinko räjäyttää sitä kohti CME: n aikana. Avaruusmyrskyt, jotka voivat viedä 1 000 miljardia wattia - enemmän kuin Amerikan kokonainen sähköntuotantokapasiteetti - maan magneettikenttään, osoittivat, että kilpi ei ollut läpäisemätön.
Vuonna 1961 tohtori Jim Dungey Yhdistyneen kuningaskunnan keisarikollegiosta ennusti, että magneettikilvessä saattaa muodostua halkeamia, kun aurinkotuuli sisälsi magneettikentän, joka oli suunnattu vastakkaiseen suuntaan osaan maapallon kenttää. Näillä alueilla kaksi magneettikentää yhdistyisivät toisiinsa prosessin kautta, jota kutsutaan nimellä ”magneettinen uudelleenkytkentä”, muodostaen halkeaman suojaan, jonka läpi aurinkotuulen sähköisesti varautuneet hiukkaset voivat virrata. (Kuva 2 havainnollistaa halkeaman muodostumista, ja Animaatio 1 osoittaa, kuinka aurinkotuulen hiukkaset virtaavat halkeaman läpi seuraamalla näkymättömiä magneettikenttäviivoja.) Vuonna 1979 tohtori Goetz Paschmann, Max Planckin ulkomaalaisfysiikan instituutista, Saksa, havaitsi halkeamat. käyttämällä kansainvälistä Sun Earth Explorer (ISEE) -alusta. Koska tämä avaruusalus kulki vain hetkeksi halkeamien läpi kiertoradallaan, ei ollut tiedossa, oliko halkeamia väliaikaisia vai pysyvätkö ne pitkään.
Uusissa havainnoissa Magnetopause to Aurora Global Exploration (IMAGE) -satelliitti paljasti melkein Kalifornian kokoisen alueen arktisessa yläilmakehässä (ionosfäärissä), jossa 75 megawatin “protoni” aurora levisi tuntikausia (kuva 4). Tämä aurora, joka oli tarpeeksi energinen 75 000 kodin voimistamiseen, erottui näkyvästä aurorasta, joka tunnetaan nimellä pohjoinen ja eteläinen valo. Sitä tuottivat raskaat hiukkaset (ionit), jotka osuivat yläkehän ilmakehään ja aiheuttivat sen lähettämään ultraviolettivaloa, joka on ihmisen silmälle näkymätön, mutta Far Ultraviolet Imager -palvelimen havaitsema KUVASSA. (Kuva 6 ja animaatio 4 esittävät KUVAN havaintoja protonin aurorasta).
Samalla kun aurinkoa nauhoitettiin IMAGE-tekniikalla, 4-satelliittiklusterikonsentraatio lentäi paljon kuvan päälle, suoraan halkeaman läpi, ja havaitsi auringon tuuli-ionien virtaavan läpi (kuva 5). Normaalisti nämä aurinkotuuli-ionit taipuisivat Maan suojan avulla (Kuva 3), joten Clusterin havainto osoitti, että siinä oli halkeamia. Tämä aurinkotuuli-ionivirta pommitti ilmapiiriämme täsmälleen samalla alueella, jolla KUVA näki protonin aurora. Se tosiasia, että IMAGE pystyi katsomaan protonin auroraa yli 9 tunnin ajan, kunnes IMAGE eteni kiertoradallaansa kohti, missä se ei voinut havaita auroraa, merkitsee sitä, että halkeama pysyi jatkuvasti auki. (Animaatio 2 osoittaa, kuinka avaruusalus työskenteli yhdessä halkeaman paljastamiseksi.) KUVA- ja klusteritietojen perusteella arvioitaessa, että halkeama oli kaksinkertainen maapallon suuruiseen magneettikilven rajalla, noin 38 000 mailia (60 000 km) planeetan yläpuolella. pinta. Koska magneettikenttä konvergoituu saapuessaan maapallolle napa-alueilla, halkeama kaventui Kalifornian kokoiseksi lähellä yläkehän ilmakehää.
IMAGE on NASA-satelliitti, joka avattiin 25. maaliskuuta 2000 antamaan maailmanlaajuinen näkymä maapallon tilasta, johon Maan magneettikenttä vaikuttaa. Euroopan avaruusjärjestön rakentamat Cluster-satelliitit, jotka avattiin 16. heinäkuuta 2000, tekevät kolmiulotteisen kartan maan magneettikentästä.
Alkuperäinen lähde: NASA: n lehdistötiedote
