Rymdfysiker vid University of Wisconsin-Madison har precis släppt oöverträffade detaljer om ett bisarrt fenomen som driver norrskenet, soluppblåsningar och koronala massutstötningar (de största explosionerna i vårt solsystem).

Uppgifterna om så kallad "magnetisk återanslutning" kom från en kvartett med nya rymdfarkoster som mäter strålning och magnetfält i hög jordbana.

"Vi tittar på den bästa bilden hittills av magnetisk återanslutning i rymden, säger Jan Egedal, professor i fysik och seniorförfattare till en studie i Fysiska granskningsbrev . Magnetisk återanslutning är svår att beskriva, men det kan definieras löst som en sammanslagning av magnetfält som frigör en häpnadsväckande mängd energi.

Magnetisk återanslutning förblir mystisk, särskilt eftersom det "bryter mot standardlagen" för laddade partiklar, eller plasma, Säger Egedal.

Egedal och kollegor studerade inspelningar från den 15 oktober, 2016, när Magnetosphere Multiscale -satelliten passerade genom den punkt där solvinden möter jordens magnetfält. "Våra data visar tydligt att elektroner plötsligt slutar följa magnetfält och zooma ut i en annan riktning, korkskruvning och svarvning. Det ber om förklaring, "Säger Egedal.

Aktiviteten bekräftade de teoretiska beskrivningarna av magnetisk återanslutning. Men det bröt mot standardlagen för beteendet hos plasma - moln av laddade partiklar som består av, till exempel, solvinden. "Plasmafrossen lag" säger att elektroner och magnetfält alltid måste röra sig tillsammans, och plötsligt gäller det inte här, "säger Egedal." Det är det tydligaste exemplet som någonsin har mätts i rymden, och det gjorde mig upprörd. "

"Våra ekvationer säger att återanslutning inte kan ske, men det gör det, "Säger Egedal, "och våra resultat visar oss vilka faktorer som måste läggas till ekvationerna. När lagen bryts, vi kan få en explosion. Även i jordens måttliga magnetfält, återanslutning från ett område som bara är 10 kilometer tvärsöver kan förändra plasma -rörelsen tusentals kilometer bort. "

På 1970 -talet, teleskop som kretsar över jordens skyddande magnetfält och atmosfär började återlämna data om röntgenstrålar och andra osynliga typer av strålning. Ganska snabbt, den urgamla bilden av himlen som en tyst gardin av stjärnor drogs åt sidan, avslöjar en zoo av konstiga föremål, kraftfulla balkar och katastrofala explosioner.

Alla behövde förklaras, och teoretiker började fokusera på magnetisk återanslutning, som hade ritats upp 1956. Vid det här laget, magnetisk återanslutning har kopplats till:

• Svarta hål, ultratäta föremål med intensiv tyngdkraft som förhindrar att ens ljus lämnar.
• Pulsarer, som roterar hundratals gånger i sekunden och avger genomborrande ljusfyrar.
• Supernovor, som frigör energi synlig över galaxerna när de exploderar.
• Aktiva galaktiska kärnor, superljusa ljus som syns från miljarder ljusår.

"Nästan allt vi vet om universum kommer från ljuset som når oss, "säger Cary Forest, också professor i fysik vid UW-Madison. "När ett av dessa fantastiska rymdteleskop ser en massiv utbrott av röntgenstrålar som bara varar tiotals millisekunder från ett objekt i en galax långt borta, denna gigantiska utbrott av energi på ett så stort avstånd kan återspegla en massiv återanslutningshändelse. "

Men det finns mer, Skog lägger till. "När neutronstjärnor smälter samman och avger röntgenstrålar, det är magnetisk återanslutning. Med dessa avancerade kretsande teleskop, nästan allt som är intressant, som försvinner plötsligt, förmodligen har något större återanslutningselement i roten. "

Magnetisk återanslutning ligger också till grund för aurororna vid båda polerna, Säger Egedal. När återanslutning sker på solens sida av jorden, som framgår av den senaste studien, "det förändrar den magnetiska energin i systemet. Denna energi migrerar till nattsidan, och samma sak händer där, accelererande partiklar till polerna, bildar auroror. "

Utöver att ge insikt i rollen som magnetisk återanslutning i himmelska explosioner, utbrott och extraordinära utsläpp av energi, observationerna har en praktisk sida när det gäller rymdväder:explosioner av laddad materia från solen kan skada satelliter och till och med elektrisk utrustning på marken. Efter en soluppblossning 1989, till exempel, hela kraftsystemet i Quebec blev mörkt efter att det tog upp en puls av energi från rymden. "Över hela USA från kust till kust, över 200 problem med elnätet utbröt inom några minuter efter starten av den 13 mars magnetiska stormen, "Skrev NASA.

I dag, Skogsanteckningar, moderna verktyg innehåller switchar för att avbryta slingan av ledare som kan bli antenner som tar upp en problematisk puls från solen.

"Om vi ​​förstår återanslutning bättre, kanske kan vi förbättra rymdväderprognoser, "säger Egedal." Vi kan titta på solen för att förutsäga vad som kan hända om två till fyra dagar, vilket är hur lång tid det tar för solen från vinden att nå jorden. "