science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Het magnetische schild van de aarde dreunt als een trommel wanneer het wordt geraakt door impulsen

Artistieke weergave van een plasmastraalinslag (geel) die staande golven genereert bij de magnetopauzegrens (blauw) en in de magnetosfeer (groen). De buitenste groep van vier THEMIS-sondes was getuige van het achtereenvolgens klapperen van de magnetopauze boven elke satelliet, bevestiging van het verwachte gedrag / de frequentie van de getheoretiseerde eigenmodegolf van de magnetopauze. Krediet:E. Masongsong/UCLA, M. Boogschutter/QMUL, H. Hietala/UTU

Het magnetische schild van de aarde dreunt als een trommel wanneer het wordt geraakt door sterke impulsen, Dat blijkt uit nieuw onderzoek van de Queen Mary University of London.

Als een impuls de buitenste grens van het schild raakt, bekend als de magnetopauze, rimpelingen reizen langs het oppervlak die vervolgens worden teruggekaatst wanneer ze de magnetische polen naderen.

De interferentie van de oorspronkelijke en gereflecteerde golven leidt tot een staand golfpatroon, waarin bepaalde punten stil lijken te staan ​​terwijl andere heen en weer trillen. Een trommel resoneert zo als hij op precies dezelfde manier wordt aangeslagen.

Deze studie, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , beschrijft de eerste keer dat dit effect is waargenomen nadat het 45 jaar geleden theoretisch werd voorgesteld.

Bewegingen van de magnetopauze zijn belangrijk bij het beheersen van de energiestroom in onze ruimteomgeving met brede effecten op het ruimteweer, dat is hoe fenomenen uit de ruimte technologie kunnen beschadigen zoals elektriciteitsnetten, GPS en zelfs passagiersluchtvaartmaatschappijen.

De ontdekking dat de grens op deze manier verschuift, werpt licht op mogelijke wereldwijde gevolgen die voorheen niet waren overwogen.

Dr. Martin Archer, ruimtefysicus aan de Queen Mary University of London, en hoofdauteur van het artikel, zei:"Er was gespeculeerd dat deze trommelachtige trillingen helemaal niet zouden optreden, gezien het gebrek aan bewijs in de 45 jaar sinds ze werden voorgesteld. Een andere mogelijkheid was dat ze gewoon heel moeilijk definitief te detecteren zijn.

NASA's THEMIS-missie bewijst een 45 jaar oude theorie dat de buitengrens van het aardmagnetisch veld trilt als een trommel. Krediet:Martin Archer, Queen Mary University of London

"Het magnetische schild van de aarde wordt continu geteisterd door turbulentie, dus we dachten dat duidelijk bewijs voor de voorgestelde dreunende trillingen een enkele scherpe slag van een impuls zou kunnen vereisen. Je zou tijdens dit evenement ook veel satellieten op precies de juiste plaatsen nodig hebben, zodat andere bekende geluiden of resonanties kunnen worden uitgesloten. De gebeurtenis in de krant heeft al die vrij strikte vakjes aangevinkt en eindelijk hebben we de natuurlijke reactie van de grens laten zien.'

De onderzoekers gebruikten waarnemingen van vijf THEMIS-satellieten van NASA toen ze ideaal waren gelokaliseerd toen een sterke geïsoleerde plasmastraal in de magnetopauze sloeg. De sondes waren in staat om de oscillaties van de grens en de resulterende geluiden binnen het magnetische schild van de aarde te detecteren, die met de theorie overeenkwam en de onderzoekers de mogelijkheid gaf om alle andere mogelijke verklaringen uit te sluiten.

Veel impulsen die ons magnetische schild kunnen beïnvloeden, zijn afkomstig van de zonnewind, geladen deeltjes in de vorm van plasma die voortdurend van de zon afblazen, of zijn het resultaat van de gecompliceerde interactie van de zonnewind met het aardmagnetisch veld, zoals technisch het geval was voor dit evenement.

De signalen die door de THEMIS-sondes zijn opgenomen, worden omgezet in hoorbaar geluid. Krediet:Martin Archer, Queen Mary University of London

Het samenspel van het aardmagnetisch veld met de zonnewind vormt een magnetisch schild rond de planeet, begrensd door de magnetopauze, die ons beschermt tegen veel van de straling die in de ruimte aanwezig is.

Andere planeten zoals Mercurius, Jupiter en Saturnus hebben ook vergelijkbare magnetische schilden en dus kunnen dezelfde trommelachtige trillingen elders mogelijk zijn.

Verder onderzoek is nodig om te begrijpen hoe vaak de trillingen op aarde voorkomen en of ze ook op andere planeten voorkomen. Hun gevolgen moeten ook verder worden onderzocht met behulp van satelliet- en grondobservaties.