Een team onder leiding van de Universiteit van Colorado Boulder heeft het mechanisme gevonden achter het plotselinge begin van een "natuurlijke thermostaat" in de bovenste atmosfeer van de aarde die de lucht dramatisch afkoelt nadat deze is verwarmd door gewelddadige zonneactiviteit.

Wetenschappers weten dat zonnevlammen en coronale massa-ejecties (CME's) - die elektrisch geladen plasma van de zon vrijgeven - satellieten kunnen beschadigen, stroomstoringen op aarde veroorzaken en de GPS-service verstoren. CME's zijn krachtig genoeg om miljarden tonnen zonnedeeltjes schreeuwend naar de aarde te sturen met meer dan 1 miljoen mijl per uur, zei CU Boulder Professor Delores Knipp van het Department of Aerospace Engineering Sciences.

Nutsvoorzieningen, Knipp en haar team hebben vastgesteld dat wanneer zulke krachtige CME's van de zon komen en naar de aarde vliegen, ze creëren schokgolven, net zoals supersonische vliegtuigen sonische knallen creëren. Terwijl de schokgolven van CME's energie in de bovenste atmosfeer van de aarde gieten, opblazen en opwarmen, ze veroorzaken ook de vorming van de chemische sporenstof stikstofmonoxide, die vervolgens snel afkoelt en krimpt, ze zei.

"Wat nieuw is, is dat we hebben vastgesteld onder welke omstandigheden de bovenste atmosfeer in deze bijna overkoelende modus gaat na aanzienlijke verwarming, " zei Knip, ook lid van het Colorado Center for Astrodynamics Research van CU Boulder. "Het is een beetje alsof je een vastzittende thermostaat hebt - het is echt een geval van de natuur die zichzelf in toom houdt."

Knipp gaf een presentatie tijdens de najaarsbijeenkomst van de American Geophysical Union in San Francisco van 12 december tot 16 december. De presentatie was gekoppeld aan een aanstaande paper die naar verwachting in het tijdschrift zal worden gepubliceerd Ruimteweer .

Zonnestormen kunnen dramatische veranderingen veroorzaken in de temperaturen van de bovenste atmosfeer, inclusief de ionosfeer, die varieert van ongeveer 30 mijl in hoogte tot ongeveer 600 mijl hoog - de rand van de ruimte. Terwijl CME-materiaal dat in de atmosfeer van de aarde slaat, temperatuurpieken tot 750 graden Fahrenheit kan veroorzaken, het stikstofmonoxide dat door de energie-infusie wordt gecreëerd, kan het vervolgens afkoelen met ongeveer 930 F, zei Knip.

De sleutel tot het oplossen van het mysterie kwam toen Knipp satellietgegevens bekeek van een zware zonnestorm die de aarde in 1967 beukte. "Ik vond een afbeelding diep begraven in een lang vergeten manuscript, "zei ze. "Eindelijk suggereerde ze me wat er werkelijk aan de hand was."

Omdat de bovenste atmosfeer uitzet tijdens CME's, satellieten in een lage baan om de aarde worden gedwongen door extra gasvormige deeltjes te bewegen, waardoor ze meer weerstand ervaren. Satellietweerstand - een grote zorg van regerings- en ruimtevaartbedrijven - veroorzaakt verval in de banen van ruimtevaartuigen, die vervolgens in de atmosfeer opbranden.

Als onderdeel van de nieuwe studie, Knipp en haar collega's vergeleken twee 15 jaar durende satellietdatasets. Een daarvan was van het Sounding of the Atmosphere met behulp van het Broadband Emission Radiometry (SABER) -instrument dat op NASA's TIMED-satelliet reed. De andere was afkomstig van gegevens verzameld door satellieten van het Amerikaanse ministerie van Defensie.

"We ontdekten dat het snelste materiaal dat van de zon stroomde deze schokgolven veroorzaakte, waardoor de atmosfeer opzwelt en opwarmt, ' zei ze. 'Maar het werd heel duidelijk dat deze schokgolven aan de basis lagen van het ontstaan ​​van stikstofmonoxide, waardoor de atmosfeer energie verloor en afkoelde."

SABRE verzamelt sinds de lancering in 2001 gegevens over stikstofmonoxide in de atmosfeer, in de voetsporen van een andere stikstofmonoxide-meetsatelliet die bekend staat als de Student Nitric Oxide Explorer (SNOE). Gelanceerd in 1998, Bij SNOE waren meer dan 100 CU Boulder-studenten betrokken, voornamelijk studenten, in zijn ontwerp en constructie. Eenmaal in een baan, Bijna zes jaar lang werd SNOE 24 uur per dag gecontroleerd door studenten op de campus.

Geomagnetische stormen hebben ernstige gevolgen gehad voor de aarde. Een storm in 1989 veroorzaakt door een CME resulteerde in de ineenstorting van het elektriciteitstransmissiesysteem van Hydro-Quebec, waardoor zes miljoen Canadezen de macht verloren. In 1859 veroorzaakte een zonnestorm, de Carrington-gebeurtenis genaamd, poollicht van de Noordpool tot Midden-Amerika en verstoorde de telegraafcommunicatie. zelfs branden op telegraafkantoren die verschillende doden veroorzaakten.