Spektakularne burze słoneczne, które malują niebo polarne pięknymi zieleniami i różami, mają ciemniejszą stronę: mają moc siać spustoszenie w naszej sieci elektrycznej, systemach łączności i satelitach. Teraz nowe badania sugerują, że źródło tych burz słonecznych jest znacznie bliżej naszej planety niż wcześniej sądzono.
Ziemia jest osłonięta bańką ochronną zwaną magnetosferą, która blokuje szkodliwe promieniowanie słoneczne. Ale kiedy słońce czasami emituje szybkie strumienie promieniowania - a wraz z nim intensywne linie pola magnetycznego - mogą silnie oddziaływać z polem magnetycznym naszej planety.
Gdy ten wiatr słoneczny uderza w magnetosferę, dwa zestawy linii pola magnetycznego zaplątują się. Ta interakcja generuje ciepło i przyspiesza naładowane cząstki - jony i elektrony - przynoszone przez wiatr słoneczny, chwilowo osłabiając pole magnetyczne planety i tworząc potężne burze magnetyczne, które wydają się nam jak zorza polarna.
Ponieważ jednak burze są rzadkie, a satelitów nie ma wystarczającej liczby, aby je obserwować, nie jest jasne, gdzie dokładnie i jak doszło do ponownego połączenia linii pola magnetycznego, stwierdzili naukowcy z badania.
Aby to ustalić, naukowcy wykorzystali obserwacje z historii zdarzeń NASA i interakcji makroskopowych podczas satelitów Substorms (THEMIS). Podczas burz słonecznych satelity te siedzą przy ziemskim magnetotailu - części magnetosfery po stronie planety nie zwróconej w stronę słońca - która ulega wydłużeniu przez wiatr słoneczny. Naukowcy odkryli, że to magnetyczne ponowne połączenie - zdarzenie, które wywołuje burze magnetyczne - może wystąpić znacznie bliżej naszej planety, niż wcześniej sądzono: zgodnie z oświadczeniem w odległości około trzech do czterech średnic Ziemi.
Co więcej, satelita pogodowy na orbicie bliskiej Ziemi (lub orbicie geosynchronicznej) wykrył pobudzone elektrony po burzy, co sugeruje, że zdarzenie ponownego połączenia skłoniło jony i elektrony do przyspieszenia do wysokich energii. Elektrony, które płyną w kierunku planety, przenoszą energię wzdłuż linii pola magnetycznego, tworząc zorze, które widzimy.
Przyspieszenie to może być niebezpieczne dla setek satelitów poruszających się na orbicie geosynchronicznej, a także może być szkodliwe dla ludzkiego DNA, stwarzając w ten sposób ryzyko dla astronautów, zgodnie ze stwierdzeniem.
Co więcej, burze słoneczne mogą znacząco wpłynąć na mieszkańców Ziemi. Na przykład w 1921 r. Burza magnetyczna zakłóciła łączność telegraficzną i spowodowała przerwy w dostawie prądu, które doprowadziły do spalenia stacji kolejowej w Nowym Jorku, zgodnie z oświadczeniem.
„Studiując magnetosferę, zwiększamy nasze szanse na radzenie sobie z największym zagrożeniem dla ludzkości wyruszającym w kosmos: burzami napędzanymi przez słońce”, powiedział główny autor Vassilis Angelopoulos, profesor fizyki kosmicznej na UCLA. Odkrycia te mogą pomóc astronautom i mieszkańcom Ziemi lepiej przygotować się na niebezpieczną pogodę słoneczną.
Odkrycia zostały opublikowane 13 stycznia w czasopiśmie Nature Physics.
