Magnetiska störningar orsakade av fenomen som norrsken kan spåras av ett "socialt nätverk" av markbaserade instrument, enligt en ny studie från University of Warwick.

Forskarna, ledd av professor Sandra Chapman från universitetets institution för fysik, har för första gången karakteriserat observationerna från över 100 markbaserade magnetometrar i termer av ett tidsvarierande riktat nätverk av anslutningar. De övervakade utvecklingen av geomagnetiska substormar med samma matematik som användes för att studera sociala nätverk. Magnetometrarna "blir vän" med varandra när de ser samma signal om en utbredningsstörning.

Forskningen, publiceras i tidskriften Geofysiska forskningsbrev , öppnar upp möjligheten att utveckla mer exakta modeller av substormar och hjälper oss att förstå rymdvädrets inverkan på våra el- och kommunikationssystem.

Norrskenet, eller Aurora Borealis, uppstår när laddade partiklar från vår sol bombarderar jordens magnetfält. Detta lagrar energi som ett batteri som det sedan släpper, skapar storskaliga elektriska strömmar i jonosfären som genererar störningar av magnetfält på marken. Små versioner av dessa substormar är vanliga, men ibland kommer större stormar att uppstå som kan ha större inverkan.

Med hjälp av över 100 magnetometrar som utgör SuperMAG-initiativet ledd av Dr. Jesper Gjerloev, forskarna använde de matematiska begreppen från nätverksvetenskapen för att övervaka utvecklingen av substormar i det arktiska norrskensområdet. När en substorm utvecklas och den elektriska strömmen i jonosfären växer, individuella magnetometrar kommer att registrera en förändring i magnetfältet. Par av magnetometrar blev länkade när deras mätningar korrelerade med varandra, utökar sitt nätverk av "vänner" och låter forskarna övervaka hur norrskensstörningen från substormen bildas och fortplantar sig, och hur snabbt.

Substormar från Aurora Borealis skapar en elektrisk ström i atmosfären som ekar på marknivå. Lokala förändringar i jordens magnetfält kan störa kraftledningar, elektroniska och kommunikationssystem och teknologier som GPS. De är bara en form av rymdväder som påverkar vår planet konstant.

Professor Sandra Chapman från University of Warwick Department of Physics sa:"När man pratar om rymdväder, det är användbart att ange ett enda nummer eller betyg som indikerar hur allvarligt det är. Att göra detta, vi måste fånga hela beteendet av hur intensiv händelsen är, hur utbredd rumsligt, och hur snabbt det förändras. Vårt mål är att använda nätverksvetenskap för att utveckla användbara parametrar som gör detta, kapslar in all information från 100+ observationer.

"SuperMAG är ett bra exempel på hur viktigt internationellt samarbete är för att lösa problem som rymdväder som är på planetarisk skala, använder data från stationer i alla länder som gränsar till polcirkeln."