Då och då lossnar en plötslig energipuls i jordens magnetosfär bara. Vad är en geomagnetisk substorm och vad gör den?
Även om vi har känt till dem i flera år har den exakta processen bakom en geomagnetisk underform varit ett mysterium ... ett som löses med uppgifter från uppdrag som ESA: s Cluster-rymdskepp. Jorden badas kontinuerligt i inkommande ark med elektroner och protoner - produkten från en aktiv sol. Dessa mycket energisnåla partiklar är helt enkelt en del av solvinden som strömmar från koronala hål och till och med kraftfulla sprängningar från händelser som koronala massutkast. För det mesta är vi skyddade av magnetosfären - men ibland rymmer en liten bit och samlas i magnetskottet - lagrat som en batteriladdning. Vid ett tillfälle släpps det ... och när det gör det, ordnar det våra magnetfältlinjer. Energin leder sedan sig längs dessa linjer som en glödtråd i en glödlampa. När watt träffar fläkten? Wow ... Vi har polär aurora!
Det är inte ett nytt koncept, men det har aldrig funnits en klar förståelse för var dessa geomagnetiska stormar härstammar. Kommer de från en plötslig störning av elektrisk ström cirka 64 000 km från planeten? Eller skapas av en process som kallas magnetisk återanslutning som inträffar mycket längre ned på magnetskottet, på ett avstånd av cirka 125 000 - 200 000 km? Om du kommer ihåg vår senaste studie av Alfven-vågor, känner du till nuvarande konsensuspunkter för återanslutningsteorin. Men det finns bara ett problem. Alfven-vågorna är långsamma och reser med en återanslutningshastighet på cirka 250 sekunder. Det vi ser är en händelse som inträffar cirka 60 sekunder efter återanslutning ... och födelsen av en ny rörelse. Den kinetiska Alfven-vågen (KAW).
"Vi körde ett väldigt enkelt system och simulerade hur återanslutningshändelsen släppte energi i plasmanivån med laddade partiklar," sade Shay. "Vi letade efter en snabbare mekanism för att sprida signalen från explosionen än Alfvenvågorna som redan var allmänt erkända."
Till skillnad från föregångaren som motiverar både joner och elektroner, väcker KAW bara elektronen och förflyttar dem genom plasma med dubbla hastigheten. Genom simuleringar har det visat sig att den kinetiska Alfven-vågen skulle kunna lekas genom återanslutning, flytta bort från explosionen och aktivera aurora. Uppgifterna returnerades av Fluxgate Magnetometer (FGM) och Electric Fields and Waves (EFW) instrumentet och hittades av Jonathan Eastwood, en forskningsstipendiat vid The Blackett Laboratory, Imperial College London.
"Jag hittade 18 händelser som inträffade då de fyra rymdskeppet flög genom svansregionen," sade Dr. Eastwood. "Den snabba signalen som Michael Shay förutspådde visade sig i Cluster-uppgifterna och stödde teorin om att kinetiska Alfven-vågor som genererades genom återanslutning snabbt aktiverade aurororna."
"Det är snarare som det som händer i åska," tillade han. "Den snabbrörande blixtblixten kommer först, följt en tid senare av åskvävets långsammare ljudvågor."
Fancy att ... Kommer från en underform!
Original berättelse Källa: ESA Science and Technology News. För vidare läsning: Super-Alfvenic förökning av understormåteranslutnings signaturer och poynting Flux.
