Planeten Jorden är omgiven av ett system av magnetiska fält som kallas magnetosfären. denna enorma, kometformade system avleder laddade partiklar som kommer från solen, skydda vår planet från skadlig partikelstrålning och förhindra solvind (d.v.s. en ström av laddade partiklar som frigörs från solens övre atmosfär) från att erodera atmosfären.

Medan tidigare studier har samlat på sig betydande bevis för effekterna som solvind kan ha på jordens magnetosfär, påverkan av solflammor (dvs. plötsliga utbrott av elektromagnetisk strålning på solen) är dåligt förstådd. Solflammor är mycket explosiva händelser som kan pågå från några minuter till timmar och kan upptäckas med röntgenstrålar eller optiska enheter.

Forskare vid Shandong University i Kina och National Center for Atmospheric Research i USA har nyligen genomfört en studie som undersöker effekterna som solflammor kan ha på jordens magnetosfär. Deras papper, publiceras i Naturfysik , erbjuder ny värdefull insikt som kan bana väg för en bättre förståelse av georymds dynamik. Geospace, den del av yttre rymden som är närmast jorden, inkluderar den övre atmosfären, jonosfär (dvs. den joniserade delen av atmosfären) och magnetosfären.

"Magnetosfären är belägen i regionen ovanför jonosfären och är den helt joniserade rymdregionen över 1000 km från marken, " Professor Jing Liu, en av forskarna som genomförde studien, berättade för Phys.org. "Regionen är omgiven av solvinden och påverkas och styrs av jordens magnetfält och solvindens magnetfält."

Magnetosfären beskrivs allmänt som jordens skyddande barriär mot solvind och andra solpartiklar, eftersom det hindrar dessa partiklar från att komma in i planetens andra skyddande lager. Ändå, Tidigare studier visade att när solvindens riktning är motsatt magnetosfärens magnetfält, magnetiska linjer från dessa två regioner kan "ansluta." Detta betyder att vissa solvindspartiklar kan överföras direkt till rymden som omger jorden.

"Vi frågade oss själva:Kan flareprocessen, som kännetecknas av förstärkt strålning, påverkar inte bara jordens jonosfär direkt, men också orsaka störningar i magnetosfären som solvinden?" sa Liu. "För att svara på den här frågan, vi antog en serie observationsdatauppsättningar, samlas in av globala satellitnavigeringssystem, det europeiska osammanhängande radarnätverket, jonosfäriska satelliter, satelliter som kretsar om månen, och mer."

Liu och hans kollegor analyserade data som samlats in av olika enheter och satelliter under en solutbrottshändelse som ägde rum den 6 september 2017. För att göra detta, de antog en nyligen utvecklad numerisk georymdmodell utvecklad vid National Center for Atmospheric Research. Den här modellen, kallad högspatial-temporal resolution magnetosphere ionosphere thermosphere model (LTR), reproducerar de förändringar som utlöses av solflammor i magnetosfär-jonosfär-kopplingssystemet.

Med hjälp av LTR-modellen och tidigare insamlad data, forskarna kunde avslöja effekterna av solflammor på magnetosfärisk dynamik och på den elektrodynamiska kopplingen mellan magnetosfären och jonosfären. Mer specifikt, de observerade en snabb och stor ökning av flare-inducerad fotojonisering av den polära jonosfäriska E-regionen på höjder mellan 90 och 150 km. Fenomenet som observerades av Liu och hans kollegor verkade ha ett antal effekter på georymdregionen, inklusive en lägre Joule-uppvärmning av jordens övre atmosfär, en omkonfigurering av magnetosfärens konvektion och förändringar i norrskensutfällning.

"Vi visade att solutbrottseffekter sträcker sig över hela georymden via elektrodynamisk koppling, och är inte begränsade, som tidigare trott, till det atmosfäriska området där strålningsenergi absorberas, " förklarade Liu. "På grund av den liknande kopplingsprocessen mellan sol-magnetosfär och jonosfär på andra jordliknande planeter, vår studie ger också nya ledtrådar för att utforska och förstå effekterna av solflammor på andra planeter. I min framtida forskning, Jag planerar att studera effekterna av utbrott på planeter med samma magnetosfär (som Jupiter, Venus och Saturnus)."

© 2021 Science X Network