När du går bort från en lägereld en sval höstnatt, du känner dig snabbt kallare. Samma sak händer i yttre rymden. När det snurrar, solen kastar kontinuerligt hett material ut i rymden, ut till de yttersta delarna av vårt solsystem. Detta material, kallad solvinden, är väldigt varmt nära solen, och vi förväntar oss att det svalnar snabbt när det strömmar iväg. Satellitobservationer, dock, visa att det inte är fallet – solvinden svalnar när den strömmar ut, men förblir varmare än förväntat. Det måste finnas något ytterligare sätt att solvinden värms upp när den färdas från solen till jorden.

Solvinden är inte som en lugn sommarbris. Istället, det är stökigt, kaotisk röra av turbulens och vågor. Det finns mycket energi lagrad i denna turbulens, så forskare har länge trott att det värmer solvinden. Det finns, dock, ett stort problem - den uppvärmning som förväntas av turbulens är inte den uppvärmning som observeras.

Forskare vid University of Wisconsin—Madison har en ny idé om vad som värmer solvinden, en teori som kallas magnetisk pumpning. "Om vi ​​föreställer oss en leksaksbåt på en sjö, vågor flyttar leksaksbåten upp och ner. Dock, om en gummianka kommer förbi och träffar leksaksbåten kan den hamna ur synk med vågorna. Istället för att röra sig med vågorna skjuts leksaksbåten av vågorna, gör att den rör sig snabbare. Magnetisk pumpning fungerar på samma sätt - vågor pressar partiklarna i solvinden, sa Emily Lichko, en doktorand som kommer att presentera sitt arbete vid American Physical Society's Division of Plasma Physics möte i Portland, Malm.

En speciell egenskap med idén är att alla partiklar i solvinden ska påverkas av magnetisk pumpning, inklusive de mest energiska. Uppvärmning på grund av turbulens har en övre gräns, men den nya idén möjliggör uppvärmning av även extremt snabba partiklar.

Där solvinden träffar jordens magnetfält är en perfekt plats att leta efter magnetisk pumpning i naturen. Satelliter från NASA:s Magnetospheric Multiscale (MMS) uppdrag kan mäta partiklarnas hastigheter på otroliga, oöverträffad detalj. Data visar tecken på magnetisk pumpning.

Denna forskning, finansierat av NASA, National Science Foundation, och försvarsdepartementet, är viktigt eftersom om energirika partiklar når rymden nära jorden, de kan skada satelliter, skada astronauter, och till och med avbryta militär kommunikation. Förstå hur dessa partiklar energisätts, och vad händer med dem när de reser från solen till jorden, kommer en dag att hjälpa forskare att utveckla metoder för att bättre skydda oss från effekterna av dessa partiklar. Dessutom, det är möjligt att magnetisk pumpning också kan ske bortom solvinden på platser som solens atmosfär, det interstellära mediet, eller supernovaexplosioner. Denna forskning har potential att kasta ljus inte bara på solvinden, utan på hur partiklar i hela universum värms upp.