Planeet Aarde is omgeven door een systeem van magnetische velden dat bekend staat als de magnetosfeer. Deze enorme, komeetvormig systeem buigt geladen deeltjes van de zon af, onze planeet beschermen tegen schadelijke deeltjesstraling en zonnewind voorkomen (d.w.z. een stroom geladen deeltjes die vrijkomt uit de bovenste atmosfeer van de zon) van het eroderen van de atmosfeer.

Hoewel eerdere studies substantieel bewijs hebben verzameld van de effecten die zonnewind kan hebben op de magnetosfeer van de aarde, de impact van zonnevlammen (d.w.z. plotselinge uitbarstingen van elektromagnetische straling op de zon) wordt slecht begrepen. Zonnevlammen zijn zeer explosieve gebeurtenissen die enkele minuten tot uren kunnen duren en kunnen worden gedetecteerd met behulp van röntgenstralen of optische apparaten.

Onderzoekers van de Shandong University in China en het National Center for Atmospheric Research in de VS hebben onlangs een onderzoek uitgevoerd naar de effecten die zonnevlammen kunnen hebben op de magnetosfeer van de aarde. hun papier, gepubliceerd in Natuurfysica , biedt nieuw waardevol inzicht dat de weg zou kunnen effenen voor een beter begrip van de dynamiek van de geo-ruimte. Geo-ruimte, het deel van de ruimte dat het dichtst bij de aarde ligt, omvat de bovenste atmosfeer, ionosfeer (d.w.z. het geïoniseerde deel van de atmosfeer) en de magnetosfeer.

"De magnetosfeer bevindt zich in het gebied boven de ionosfeer en is het volledig geïoniseerde ruimtegebied boven 1000 km van de grond, "Professor Jing Liu, een van de onderzoekers die het onderzoek heeft uitgevoerd, vertelde Phys.org. "De regio wordt omringd door de zonnewind en wordt beïnvloed en gecontroleerd door het aardmagnetisch veld en het magnetische veld van de zonnewind."

De magnetosfeer wordt over het algemeen beschreven als de beschermende barrière van de aarde tegen zonnewind en andere zonnedeeltjes, omdat het voorkomt dat deze deeltjes de andere beschermende lagen van de planeet binnendringen. Niettemin, eerdere studies hebben aangetoond dat wanneer de richting van de zonnewind tegengesteld is aan het magnetische veld van de magnetosfeer, magnetische lijnen uit deze twee regio's kunnen 'verbinden'. Dit betekent dat sommige zonnewinddeeltjes rechtstreeks naar de ruimte rond de aarde kunnen worden verzonden.

"We vroegen ons af:kan het fakkelproces, die wordt gekenmerkt door versterkte straling, niet alleen rechtstreeks van invloed op de ionosfeer van de aarde, maar ook verstoring in de magnetosfeer veroorzaken, zoals de zonnewind?' zei Liu. 'Om deze vraag te beantwoorden, we hebben een reeks observationele datasets aangenomen, verzameld door wereldwijde satellietnavigatiesystemen, het Europese onsamenhangende verstrooiingsradarnetwerk, ionosferische satellieten, maanbaan satellieten, en meer."

Liu en zijn collega's analyseerden gegevens die werden verzameld door verschillende apparaten en satellieten tijdens een zonnevlam die plaatsvond op 6 september 2017. Om dit te doen, ze hebben een recent ontwikkeld numeriek geo-ruimtemodel aangenomen dat is ontwikkeld door het National Center for Atmospheric Research. Dit model, het magnetosfeer-ionosfeer-thermosfeermodel (LTR) met hoge ruimtelijke-temporele resolutie genoemd, reproduceert de veranderingen veroorzaakt door zonnevlammen in het magnetosfeer-ionosfeer koppelingssysteem.

Met behulp van het LTR-model en eerder verzamelde gegevens, de onderzoekers waren in staat om effecten van zonnevlammen op de magnetosferische dynamiek en op de elektrodynamische koppeling tussen de magnetosfeer en de ionosfeer te onthullen. Specifieker, ze observeerden een snelle en grote toename van door flare geïnduceerde foto-ionisatie van het polaire ionosferische E-gebied op hoogten tussen 90 en 150 km. Het fenomeen dat door Liu en zijn collega's werd waargenomen, bleek een aantal effecten te hebben op de geospace-regio, inclusief een lagere Joule-verwarming van de bovenste atmosfeer van de aarde, een herconfiguratie van de convectie van de magnetosfeer en veranderingen in poollichtprecipitatie.

"We hebben aangetoond dat zonnevlameffecten zich door de hele georuimte uitstrekken via elektrodynamische koppeling, en zijn niet beperkt, zoals eerder werd gedacht, naar het atmosferische gebied waar stralingsenergie wordt geabsorbeerd, Liu legde uit. "Door het vergelijkbare koppelingsproces tussen zonne-magnetosfeer-ionosfeer in andere aardachtige planeten, onze studie biedt ook nieuwe aanwijzingen voor het onderzoeken en begrijpen van de effecten van zonnevlammen op andere planeten. In mijn toekomstig onderzoek, Ik ben van plan de effecten van uitbarstingen op planeten met dezelfde magnetosfeer (zoals Jupiter, Venus en Saturnus)."

© 2021 Science X Network