Forskare har länge känt till att solenergidrivna partiklar som fångas runt planeten ibland sprids ut i jordens övre atmosfär där de kan bidra till vackra norrsken. Men i decennier, ingen har vetat exakt vad som är ansvarigt för att kasta dessa energiska elektroner på väg. Nyligen, två rymdfarkoster befann sig på precis rätt ställen vid rätt tidpunkt för att bevittna både den impulsiva elektronförlusten och dess orsak.

Ny forskning som använder data från NASA:s Van Allen Probes-uppdrag och FIREBIRD II CubeSat har visat att en vanlig plasmavåg i rymden sannolikt är ansvarig för den impulsiva förlusten av högenergielektroner till jordens atmosfär. Känd som whistler mode chorus, dessa vågor skapas av fluktuerande elektriska och magnetiska fält. Vågorna har karakteristiska stigande toner – som påminner om ljudet från fågelkvitter – och kan effektivt accelerera elektroner. Resultaten har publicerats i en tidning i Geofysiska granskningsbrev .

"Att observera den detaljerade händelsekedjan mellan körvågor och elektroner kräver en konjunktion mellan två eller flera satelliter, sade Aaron Breneman, forskare vid University of Minnesota i Minneapolis, och huvudförfattare på tidningen. "Det finns vissa saker du inte kan lära dig genom att bara ha en satellit - du behöver samtidiga observationer på olika platser."

Studien kombinerade data från FIREBIRD II, som kryssar på en höjd av 310 miles över jorden, och från en av de två Van Allen Probes, som färdas i en bred omloppsbana högt över planeten. Från olika utsiktspunkter, de skulle kunna få en bättre förståelse för kedjan av orsak och verkan av förlusten av dessa högenergielektroner.

Långt ifrån att vara ett tomt tomrum, rymden runt jorden är en djungel av osynliga fält och små partiklar. Den är draperad med tvinnade magnetfältlinjer och svepande elektroner och joner. Att diktera rörelserna för dessa partiklar, Jordens magnetiska miljö fångar elektroner och joner i koncentriska bälten som omger planeten. Dessa bälten, kallade Van Allens strålningsbälten, hålla de flesta högenergipartiklarna borta.

Ibland dock partiklarna försvinner, smyger sig ner i atmosfären. Vanligtvis, det är ett långsamt duggregn av läckande elektroner, men ibland impulsiva klasar av partiklar, kallas mikroburst, är utspridda ur bältena.

Sent den 20 januari, 2016, Van Allen Probes observerade körvågor från dess höga utsiktspunkt och omedelbart efter, FIREBIRD II såg mikroburst. De nya resultaten bekräftar att körvågorna spelar en viktig roll för att kontrollera förlusten av energiska elektroner - en extra pusselbit för att förstå hur högenergielektroner slungas så våldsamt från strålningsbälten. Denna information kan dessutom bidra till att ytterligare förbättra förutsägelser av rymdväder.