Od czasu do czasu nagły impuls energii w ziemskiej magnetosferze po prostu rozluźnia się. Czym jest podstacja geomagnetyczna i co ona robi?
Chociaż wiemy o nich od lat, dokładny proces leżący u podstaw geomagnetycznej podormy jest tajemnicą… która jest rozwiązywana za pomocą danych z misji takich jak statek kosmiczny Cluster ESA. Ziemia jest nieustannie kąpana w przychodzących arkuszach elektronów i protonów - produktu aktywnego Słońca. Te wysokoenergetyczne cząstki są po prostu częścią wiatrów słonecznych przepływających z dziur koronalnych, a nawet potężnych podmuchów takich zdarzeń, jak wyrzuty masy koronalnej. W większości jesteśmy chronieni przez magnetosferę - ale czasem odrobina ucieka i gromadzi się w magnetotailie - przechowywana jak ładunek akumulatora. W pewnym momencie zostaje zwolniony ... a kiedy to robi, ponownie układa nasze linie pola magnetycznego. Energia następnie kieruje się wzdłuż tych linii jak żarnik w żarówce. Kiedy waty uderzają w wentylator? Wow… Mamy polarną zorzę polarną!
To nie jest nowa koncepcja, ale nigdy nie było jasnego zrozumienia, skąd pochodzą te burze geomagnetyczne. Czy pochodzą one z nagłego zakłócenia prądu elektrycznego w odległości około 64 000 km od planety? Czy też powstaje w wyniku procesu zwanego ponownym połączeniem magnetycznym, który zachodzi znacznie dalej w dół od magnetotaila, w odległości około 125 000 - 200 000 km? Jeśli pamiętasz nasze ostatnie badanie fal Alfvena, to wiesz, że obecne punkty konsensusu dotyczą teorii ponownego połączenia. Ale jest tylko jeden problem. Fale Alfven są powolnymi ruchami, podróżującymi z prędkością ponownego połączenia około 250 sekund. To, co widzimy, to wydarzenie, które ma miejsce około 60 sekund po ponownym połączeniu… i narodzinach nowego ruchu. Kinetyczna fala Alfven (KAW).
„Prowadziliśmy bardzo prosty system i symulowaliśmy, w jaki sposób zdarzenie ponownego uwolnienia uwolniło energię w arkuszu plazmy naładowanych cząstek” - powiedział Shay. „Szukaliśmy szybszego mechanizmu propagacji sygnału z eksplozji niż fale Alfven, które były już powszechnie rozpoznawane”.
W przeciwieństwie do swojego poprzednika, który motywuje zarówno jony, jak i elektrony, KAW tylko wzbudza elektron, poruszając go w plazmie z podwójną prędkością. Dzięki symulacjom udowodniono, że kinetyczna fala Alfven może zostać zaszczepiona przez ponowne połączenie, odejście od eksplozji i aktywowanie zorzy. Dane zostały zwrócone przez magnetometr Fluxgate (FGM) oraz przyrząd Electric Fields and Waves (EFW) i znalezione przez Jonathana Eastwooda, pracownika naukowego w The Blackett Laboratory, Imperial College London.
„Znalazłem 18 zdarzeń, które miały miejsce w czasie, gdy cztery statki kosmiczne leciały przez region ogona”, powiedział dr Eastwood. „Szybki sygnał przewidziany przez Michaela Shaya pojawił się w danych Gromady, potwierdzając teorię, że fale kinetyczne Alfven generowane przez ponowne połączenie szybko energetyzują zorze polarne”.
„To raczej tak, jak dzieje się w czasie burzy”, dodał. „Najpierw pojawia się błyskawiczny błysk błyskawicy, a po pewnym czasie wolniejsze fale dźwiękowe grzmotu”.
Masz ochotę… Pochodzisz z burzy!
Oryginalna historia Źródło: ESA Science and Technology News. Do dalszej lektury: Super-alfvenicowa propagacja sygnatur ponownego połączenia materii i strumienia Poyntinga.
