Auroror visas nära polerna när material från solen interagerar med jordens magnetfält. Cluster har bekräftat att samspelet med jordens magnetosfär orsakar att gasflöden som sträcker sig mer än 300 km / sekund (186 miles / sekund) kraschar ut i atmosfären, vilket genererar den ljusshow vi ser.
ESA: s Cluster-uppdrag har fastställt att höghastighetsflöden av elektrifierad gas, känd som bursty bulkflöden, i jordens magnetfält är bärarna av avgörande mängder av massa, energi och magnetisk störning mot jorden under magnetiska underformer. När subformer inträffar, träffar energiska partiklar vår atmosfär, vilket orsakar auroraer att lysa.
Sådana färgstarka auroror tänder regelbundet de högre breddegraderna på norra och södra halvklotet. De orsakas främst av energiska elektroner som spiralerar ned jordens magnetfältlinjer och kolliderar med atmosfäriska atomer på cirka 100 kilometer höjd. Dessa elektroner kommer från magnetotailen, ett område i rymden på nattsidan av jorden där solens partikelvind pressar jordens magnetfält i en lång svans.
I svans centrum är en tätare region känd som plasmasheet. Våldsamma förändringar av plasmaskiktet kallas magnetiska underformar. De varar upp till ett par timmar och kastar på något sätt elektroner och andra laddade partiklar jordnära. Bortsett från den vackra ljusshowen, lockar underformer också jordens jonosfär, vilket stör mottagningen av GPS-signaler och kommunikationer mellan jorden och kretsande satelliter.
En nyckelfråga om subformar har varit att bestämma hur de kastar material jordnära. De så kallade "Bursty Bulk Flows" (BBFs), gasflöden som sträcker sig över 300 kilometer per sekund genom plasmaskivan, upptäcktes på 1980-talet och blev en kandidatmekanism.
Observationer antydde att BBF: er var relativt små och varade vanligtvis bara 10 minuter, vilket ifrågasatte om BBF: er kunde spela en viktig roll i fenomenet magnetisk substorm. Det fanns också tvivel om BBF: er ägde rum för alla underformar.
Nu ifrågasätts dessa tvivel av en statistisk studie av BBF: er och magnetiska substanser av Dr Jinbin Cao, Key Laboratory of Space Weather, CSSAR, Peking, Kina, tillsammans med amerikanska och europeiska kollegor.
Med hjälp av observationer av det centrala plasmasheetet som samlats in av tre satelliter i ESA: s Cluster-uppdrag under juli - oktober 2001 och 2002, fann Cao och kollegor 67 subformer och 209 BBF. När de använde observationerna från endast ett rymdskepp fann de att 78 procent av underytorna åtföljs av minst en BBF. Genom kombinerade observationer från tre av de fyra Cluster-rymdfarkosterna upptäckte de dock att 95,5 procent av subformarna åtföljs av BBF. "För första gången verkar det som om alla underformer åtföljs av BBF", säger Cao.
Ett annat viktigt resultat av detta arbete är att den genomsnittliga BBF-längden är längre än tidigare beräknat. Enstaka satellitobservationer bekräftade tidigare resultat att BBF: s varaktighet var cirka 10 minuter.
Men genom att kombinera data från tre av Cluster-rymdskeppet avslöjar observationerna en genomsnittlig varaktighet nästan dubbelt så lång: 18 minuter och 25 sekunder. Så återigen har de flera rymdskeppsdata som erbjuds av Cluster visat sig avslöja mer om jordens magnetiska miljö än data som samlats in av ett enda rymdskepp.
"Dessa nya resultat från Cluster-uppdraget visar tydligt att observationer med flera punkter är nyckeln till att förstå det magnetiska substormfenomenet," säger Philippe Escoubet, Cluster och Double Star Project Scientist vid European Space Agency.
Originalkälla: ESA News Release
