Utrymmet högt över jorden kan verka tomt, men det är en karneval fylld med magnetfältlinjer och högenergipartiklar. Denna region är känd som magnetosfären och, varje dag, laddade partiklar sätter upp en show när de pilar och dyker genom den. Som små vandrare på lina, högenergielektronerna följer magnetfältslinjerna. Ibland, till exempel under en händelse som kallas magnetisk återkoppling där linjerna explosivt kolliderar, partiklarna skjuts bort från sina banor, som om de sköts från en kanon.

Eftersom dessa handlingar inte kan ses med blotta ögat, NASA använder specialdesignade instrument för att fånga showen. Magnetosfärens multiskala uppdrag, eller MMS, är ett sådant utseende genom vilket forskare kan observera de osynliga magnetiska krafterna och piruettpartiklarna som kan påverka vår teknologi på jorden. Ny forskning använder MMS-data för att förbättra förståelsen för hur elektroner rör sig genom denna komplexa region – information som kommer att hjälpa till att reda ut hur sådan partikelakrobatik påverkar jorden.

Forskare med MMS har tittat på de komplexa program som elektroner sätter på runt jorden och har märkt att elektroner vid kanten av magnetosfären ofta rör sig i gungande rörelser när de accelereras. Att hitta dessa regioner där elektroner accelereras är nyckeln till att förstå ett av magnetosfärens mysterier:Hur omvandlas den magnetiska energin som sjuder genom området till kinetisk energi – det vill säga, partikelrörelsens energi. Sådan information är viktig för att skydda teknologin på jorden, eftersom partiklar som har accelererats till höga energier i värsta fall kan orsaka strömavbrott och avbrott i GPS-kommunikation.

Ny forskning, publiceras i Journal of Geophysical Research , hittat ett nytt sätt att hjälpa till att lokalisera regioner där elektroner accelereras. Tills nu, forskare tittade på lågenergielektroner för att hitta dessa accelerationszoner, men en grupp forskare ledda av Matthew Argall från University of New Hampshire i Durham har visat att det är möjligt, och faktiskt lättare, att identifiera dessa regioner genom att titta på högenergielektroner.

Denna forskning är endast möjlig med den unika designen av MMS, som använder fyra rymdfarkoster som flyger i en tät tetraedrisk formation för att ge hög temporal och rumslig upplösning mätningar av den magnetiska återkopplingsregionen.

"Vi kan undersöka mycket små skalor och detta hjälper oss att verkligen peka ut hur energi omvandlas genom magnetisk återkoppling, " sa Argall.

Resultaten kommer att göra det lättare för forskare att identifiera och studera dessa regioner, hjälpa dem att utforska mikrofysiken för magnetisk återkoppling och bättre förstå elektronernas effekter på jorden.