Omsluter vår planet och skyddar oss från solens raseri finns en gigantisk bubbla av magnetism som kallas magnetosfären. Det avleder det mesta av solmaterialet som sveper mot oss från vår stjärna i 1 miljon miles per timme eller mer. Utan magnetosfären, den obevekliga verkan av dessa solpartiklar kan beröva jorden från dess skyddande lager, som skyddar oss från solens ultravioletta strålning. Det är uppenbart att denna magnetiska bubbla var nyckeln till att hjälpa jorden att utvecklas till en beboelig planet.
Jämför jorden med Mars – en planet som förlorade sin magnetosfär för cirka 4,2 miljarder år sedan. Solvinden tros ha tagit bort det mesta av Mars atmosfär, möjligen efter att den röda planetens magnetfält försvunnit. Detta har lämnat Mars som den skarpa, karga värld vi ser idag genom "ögon" på NASA:s orbiters och rovers. Däremot Jordens magnetosfär verkar ha hållit vår atmosfär skyddad.
Eftyhia Zesta från Geospace Physics Laboratory vid NASA:s Goddard Space Flight Center noterar, "Om det inte fanns något magnetfält, vi kan ha en helt annan atmosfär kvar utan livet som vi känner det."
Att förstå vår magnetosfär är en nyckelfaktor för att hjälpa forskare att en dag förutse rymdväder som kan påverka jordens teknologi. Extrema rymdväderhändelser kan störa kommunikationsnätverk, GPS-navigering, och elnät.
Magnetosfären är en permeabel sköld. Solvinden kommer periodvis att ansluta till magnetosfären och tvingar den att konfigurera om. Detta kan skapa en spricka, låta energi strömma in i vår fristad. Dessa sprickor öppnar och stänger många gånger dagligen eller till och med många gånger varje timme. De flesta av dem är små och kortlivade; andra är stora och hållbara. Med solens magnetfält som ansluter till jordens på detta sätt, fyrverkerierna börjar.
Zesta säger, "Jordens magnetosfär absorberar den inkommande energin från solvinden, och släpper explosivt ut den energin i form av geomagnetiska stormar och substormar."
Hur går det till? Magnetiska kraftlinjer konvergerar och omkonfigureras, vilket resulterar i magnetisk energi och laddade partiklar som flyger iväg med intensiva hastigheter. Forskare har försökt ta reda på varför denna korsning av magnetfältslinjer – kallad magnetisk återkoppling – utlöser en så våldsam explosion, öppnar sprickorna in i magnetosfären.
NASA:s magnetosfäriska flerskaliga uppdrag, eller MMS, lanserades i mars 2015 för att observera elektronfysiken för magnetisk återkoppling för första gången. Full av energiska partikeldetektorer och magnetiska sensorer, de fyra MMS-farkosterna flög i nära formation till områden på framsidan av jordens magnetosfär där magnetisk återkoppling sker. MMS har sedan dess bedrivit en liknande jakt i magnetosfärens svans.
MMS kompletterar uppdrag från NASA och partnerbyråer, som THEMIS, Klunga, och Geotail, bidrar med viktiga nya detaljer till den pågående studien av jordens magnetosfär. Tillsammans, data från dessa undersökningar hjälper inte bara till att reda ut rymdens grundläggande fysik, men också bidra till att förbättra rymdväderprognoser.
