Så fristende som det kan være at tænke på rummet som tomt, kunne intet være længere væk fra sandheden. Faktisk skaber interaktioner mellem usynlige kræfter al slags vejr i rummet ud over vores atmosfære hele tiden, fra stråling produceret af solen til magnetiske storme. Nu for første gang har NASA-forskere været vidne til de grundlæggende kræfter, der udløser en af de mest mystiske (og destruktive) former for rumfænomener, de er stødt på.
Relateret indhold
- NASA Spies en Supernovas første Shockwave
Forskere mener, at Jordens magnetfelt for det meste beskytter os mod ting som stråling og solvind, som ellers ville piske en ubeskyttet atmosfære væk. Fordi det bevæger sig i modsat retning af Solens magnetfelt, frastøtter de normalt hinanden. Imidlertid justeres fraktionerne af de to magnetosfærer en gang i et stykke tid og vil kort tilsluttes. Selvom disse forbindelser er kortvarige, skaber de kraftige energiudbrud, rapporterer Maddie Stone for Gizmodo .
"Når de to magnetiske felter hænger sammen, gør det så, at solenergien kan strømme direkte ind i magnetosfæren, " siger Jim Burch, vicepræsident for rumvidenskab og teknik ved Southwest Research Institute, til Loren Grush for The Verge . "Det sætter hele feltet i bevægelse."
Når disse forbindelser forekommer, strømmer bursts af stærkt aktiverede partikler fra solen direkte fra vores stjerne ind i jordens magnetiske felt. Resultatet kan variere fra nedskudte strømnet og deaktiverede satellitter til at udløse auroraer og geomagnetiske storme i jordens atmosfære. Mens forskere har været vidne til effekten af magnetisk genforbindelse i årtier, er fænomenet ekstremt vanskeligt at studere i laboratoriet, fordi det sker meget hurtigt og i en mindre skala, rapporterer Daniel Clery for tidsskriftet Science . Samtidig har tidligere forsøg på at få et glimt af disse begivenheder med satellitter ikke fungeret, fordi enhederne ikke var hurtige nok.
"Fra tidligere satelliters målinger ved vi, at magnetfelterne fungerer som en slangebøsning og sender protonerne hurtigere ud, " sagde Burch i en erklæring. "Det årtier gamle mysterium er, hvad gør elektronerne, og hvordan forbinder de to magnetiske felter hinanden. Satellitmålinger af elektroner har været for langsomme med en faktor på 100 til at prøve det magnetiske forbindelsesområde."
For at prøve at være vidne til en magnetisk forbindelse igen i aktion, arbejdede Burch og hans kolleger med NASA for at udvikle fire rumfartøjer, der blev sendt til bane rundt om Jorden. Opkaldt Magnetospheric Multiscale (MMS) -missionen og rumfartøjet indeholder følsomme instrumenter, der er i stand til at måle bevægelsen af ionerelektroner såvel som forvrængninger i jordens magnetfelt forårsaget af fænomenet, rapporterer Cleary. De behøvede ikke at vente længe: Satellitterne blev lanceret i bane i marts 2015 og registrerede en magnetisk forbindelse igen oktober efter.
Ved at foretage målinger af fænomenet hvert 30. millisekund kunne forskerne lære meget om, hvordan energi overføres under genforbindelse. De indså også, at den strøm, der genereres under magnetisk genforbindelse, er resultatet af elektroner, der er superladet under energioverførslen, rapporterer Stone.
"Dette er værdifuld indsigt, " fortæller Grush, Amitava Bhattacharjee, en astrofysiker fra Princeton University, der ikke var involveret i undersøgelsen. "Det tester fortidsteorien og bringer bestemt frem for, at visse funktioner faktisk blev forudsagt af teori."
Med disse nye data håber forskere, at magnetisk genforbindelse vil kaste nyt lys over rumvejret, stjerner med stærke magnetfelter og endda magnetiske miljøer inde i jordbundne atomreaktorer, skriver Stone. En dag kan forskere endda være i stand til at forudsige, hvornår magnetisk genforbindelse vil finde sted.
"Hvis du forstår den underliggende fysik, der driver rumvejr, " fortæller Burch til Grush, "jeg forventer, at du kan gøre et bedre stykke arbejde med at forudsige storme."
