Simulerad vy över norrsken Bild med tillstånd av NASA 24 februari kl. 2007
På lördag, 17 februari kl. NASA lanserade en raket med fem rekryterade satelliter ombord. Uppdraget är att upptäcka källan till ett atmosfäriskt fenomen som kallas "geomagnetisk delstorm". Satelliternas respektive banor syftar till att ge olika syn på dessa stormar under de närmaste åren för att låta forskare identifiera källan till de magnetiska störningarna som orsakar alla slags problem på marken, inklusive kommunikationsstörningar och inaktivering av elfördelningsnät, och kan skada satelliter och utgöra strålningsrisker för astronauter i rymden. Geomagnetiska substormar lyser också upp himmelshowerna som kallas "norrsken" eller "södra ljuset, "kallas också för norrskenet TEMIS (Time History of Events and Macroscale Interaction under Substorms) uppdraget är ganska stort:Just nu, ingen vet vad som orsakar dessa flöden i jordens magnetfält.
För att förstå naturen hos en geomagnetisk delstorm, även känd som a magnetosfärisk substorm , det är bra att börja från början:Jorden har sin egen magnetiskt fält .
Jordens kärna består av järn och nickel. Denna metallkärna fungerar som en stångmagnet-det är därför du kan navigera med en magnetismbaserad kompass. Järn-nickelkärnan är i grunden en magnet med två poler, en som pekar mot norr, och en som pekar åt söder. Jordens nord- och sydpol är därför de punkter där jordens magnetism är starkast, och det finns en konstant rörelse av magnetism - ett magnetfält - mellan dessa poler. Men jordens magnetfält stannar inte vid planetens yta. Den strålar ut tusentals miles ut i rymden i form av magnetiserade band som omger planeten.
Ute i rymden, dessa magnetband interagerar med andra magnetfält och energikällor. Framför allt, solens energi har en enorm effekt på jordens magnetism genom att solvindar . Solvindar är i huvudsak plasmaband - extremt heta, laddade partiklar, eller elektroner, av helium och väte - som flyr från solens yta. Partiklarna blåses sedan runt rymden av solens energi. När dessa plasmaband lämnar solen, de drar med sig solens magnetfält. Så småningom, dessa solvindar når ett område i jordens atmosfär som kallas magnetosfären, och det är här geomagnetiska substormar äger rum.
De magnetosfären omfattar den övre nivån av jordens atmosfär, som börjar mer än 80 mil över marken, och sträcker sig långt ut i rymden. Joner i magnetosfären kommer aldrig samman för att bilda neutralt laddade molekyler - de förblir isär på grund av delvis växelverkan mellan jordens magnetfält och solens magnetfält. Att skjuta och dra av interplanetär magnetism gör faktiskt att magnetosfären blir tårformad, inte sfärisk, när de magnetiserade banden dras mot och bort från jorden med oregelbundna intervall beroende på solvindarnas aktivitet.
När solen vindar, bär massiva mängder energi (i form av laddade plasmapartiklar) och magnetism, gå in i jordens magnetosfär, magnetosoherens egna laddade partiklar blir mycket upphetsade. Energin som frigörs i jonernas upphetsning orsakar en ökning av magnetism och strålning - och avger otroliga mängder ljus i processen. Detta ljus är vad vi kallar norrsken, eller norrsken . Aurora är en visuell visning av energin som frigörs i samspelet mellan solvindarna och jordens magnetosfär över polarhimlen, där magnetismen är störst.
Denna interaktion förekommer ofta och är ofta ofarlig. Men ibland, när solvindar träffar magnetosfären, det finns en stor störning i jordens magnetfält. Det här är en geomagnetisk delstorm , och du kan se hur denna störning återspeglas i norrskenet på bilden nedan:
Vänster:typisk norrsken Mitten och höger:norrsken visas under geomagnetiska substormar Bild med tillstånd av NASA/Jan Curtis Under en geomagnetisk delstorm, interaktionen mellan solvindarna och magnetosfären är särskilt våldsam, orsakar magnetosfärens kant att skjutas mot jorden. Detta stör jordens jonosfär, samlingen av laddade partiklar i den övre delen av jordens atmosfär där radiokommunikation reser (se Varför hör du vissa radiostationer bättre på natten än på dagen?). I en geomagnetisk substorm, banden i jordens magnetfält avbryts:De separeras och knäpper sedan ihop igen. Denna störning kastar enorma mängder strålning mot planetens yta. Detta kan leda till strömavbrott, skador på satelliter och rymdfarkoster, radiostörningar, störningar i navigationssystem och andra problem relaterade till magnetisk energi i jordens atmosfär. Och ingen vet exakt hur dessa stormar kommer igång.
Nuvarande vetenskaplig teori är uppdelad mellan hypoteser om ursprunget till geomagnetiska substormar. Dessa hypoteser skiljer sig i grunden från vilken komponent i interaktionen som resulterar i en delstorm - magnetosfären eller solvindarna - håller igång utlösaren för processen. Under de närmaste åren, forskare hoppas få data från de fem THEMIS -satelliterna som ger insikt om vilken av de framstående teorierna som är korrekt. Självklart, de kan bara sluta bevisa att alla har fel.
För mer information om geomagnetiska substormar, atmosfärisk vetenskap och relaterade ämnen, kolla in följande länkar.
Källor
