Wetenschappers weten al lang dat door zonne-energie opgesloten deeltjes rond de planeet soms worden verspreid in de bovenste atmosfeer van de aarde, waar ze kunnen bijdragen aan prachtige poollichten. Maar al tientallen jaren niemand heeft precies geweten wat verantwoordelijk is voor het op hun weg slingeren van deze energetische elektronen. Onlangs, twee ruimtevaartuigen bevonden zich op precies de juiste plaatsen op het juiste moment om uit de eerste hand getuige te zijn van zowel het impulsieve elektronenverlies als de oorzaak ervan.

Nieuw onderzoek met gegevens van NASA's Van Allen Probes-missie en FIREBIRD II CubeSat heeft aangetoond dat een gemeenschappelijke plasmagolf in de ruimte waarschijnlijk verantwoordelijk is voor het impulsieve verlies van hoogenergetische elektronen in de atmosfeer van de aarde. Bekend als Whistler mode refrein, deze golven ontstaan ​​door fluctuerende elektrische en magnetische velden. De golven hebben karakteristieke stijgende tonen - die doen denken aan het geluid van tjilpende vogels - en zijn in staat om elektronen efficiënt te versnellen. De resultaten zijn gepubliceerd in een paper in Geofysische beoordelingsbrieven .

"Het observeren van de gedetailleerde keten van gebeurtenissen tussen refreingolven en elektronen vereist een conjunctie tussen twee of meer satellieten, " zei Aaron Breneman, onderzoeker aan de Universiteit van Minnesota in Minneapolis, en hoofdauteur op het papier. "Er zijn bepaalde dingen die je niet kunt leren door slechts één satelliet te hebben - je hebt gelijktijdige observaties op verschillende locaties nodig."

De studie combineerde gegevens van FIREBIRD II, die vaart op een hoogte van 310 mijl boven de aarde, en van een van de twee Van Allen-sondes, die in een brede baan hoog boven de planeet reizen. Vanaf verschillende uitkijkpunten, ze zouden de keten van oorzaak en gevolg van het verlies van deze hoogenergetische elektronen beter kunnen begrijpen.

Verre van een lege leegte, de ruimte rond de aarde is een jungle van onzichtbare velden en kleine deeltjes. Het is gedrapeerd met gedraaide magnetische veldlijnen en zwevende elektronen en ionen. De bewegingen van deze deeltjes dicteren, De magnetische omgeving van de aarde vangt elektronen en ionen op in concentrische riemen die de planeet omringen. Deze riemen, genaamd de Van Allen Stralingsgordels, houden de meeste hoogenergetische deeltjes op afstand.

Soms echter, de deeltjes ontsnappen, neerdalen in de atmosfeer. Typisch, er is een langzame motregen van ontsnappende elektronen, maar af en toe impulsieve bundels deeltjes, microburst genoemd, zijn uit de gordels verspreid.

Laat op 20 januari 2016, de Van Allen Probes observeerden refreingolven vanaf het verheven uitkijkpunt en onmiddellijk daarna, FIREBIRD II zag microbursts. De nieuwe resultaten bevestigen dat de refreingolven een belangrijke rol spelen bij het beheersen van het verlies van energetische elektronen - een extra stukje van de puzzel om te begrijpen hoe hoogenergetische elektronen zo gewelddadig uit de stralingsgordels worden geslingerd. Deze informatie kan bovendien helpen om de voorspellingen van het ruimteweer verder te verbeteren.