Energie van de zonnewind die in wisselwerking staat met de magnetosferische 'bel' rond de aarde, creëert golven van energie die stil lijken te staan.

Deze nieuwe vondst, van onderzoek onder leiding van keizerlijke wetenschappers, verbetert ons begrip van de omstandigheden rond de aarde die bijdragen aan 'ruimteweer', die onze technologie kunnen beïnvloeden, van communicatiesatellieten in een baan om de aarde tot hoogspanningslijnen op de grond.

De zon stoot een stroom geladen deeltjes uit die de zonnewind wordt genoemd. Op het aardoppervlak, we worden tegen dit spervuur ​​beschermd door de magnetosfeer - een bel die wordt gecreëerd door het magnetische veld van de aarde.

Als de zonnewind de magnetosfeer raakt, golven van energie worden overgedragen langs de grens tussen de twee. Wetenschappers dachten dat de golven zouden rimpelen in de richting van de zonnewind, maar de nieuwe studie, vandaag gepubliceerd in Natuurcommunicatie , onthult dat sommige golven precies het tegenovergestelde doen.

Staande golven

Eerder, hoofdonderzoeker Dr. Martin Archer, van de afdeling natuurkunde van Imperial, en zijn collega's stelden vast dat de grens van de magnetosfeer trilt als een trommel. Wanneer een drumstick-achtige puls van de zonnewind de voorkant van onze magnetosferische bel raakt, golven racen naar de magnetische polen van de aarde en worden teruggekaatst.

Het nieuwste werk beschouwt de golven die zich over het gehele oppervlak van de magnetosfeer vormen, gebruikmakend van een combinatie van modellen en observaties van NASA's THEMIS-satellieten (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms).

De onderzoekers ontdekten dat wanneer zonnewindpulsen de magnetosfeer raken, de golven die zich vormen, racen niet alleen heen en weer langs de veldlijnen van de aarde, maar ook tegen de zonnewind in reizen.

Het team gebruikte modellen om te illustreren hoe de energie van de wind die van de zon komt en die van de golven die er tegenin gaan elkaar kunnen opheffen. het creëren van 'staande golven' die veel energie kosten maar nergens heen lijken te gaan.

Dr. Archer zei:"Het is vergelijkbaar met wat er gebeurt als je een roltrap naar beneden probeert te lopen. Het zal lijken alsof je helemaal niet beweegt, ook al doe je er veel moeite voor."

Deze staande golven kunnen langer aanhouden dan die met de zonnewind meereizen. Dat betekent dat ze langer in de buurt zijn om deeltjes te versnellen in de ruimte nabij de aarde, wat leidt tot potentiële effecten in regio's zoals de stralingsgordels van de aarde, Aurora, of ionosfeer.

De onderzoekers zeggen ook dat staande golven elders in het heelal kunnen voorkomen, van de magnetosferen van andere planeten tot de periferieën van zwarte gaten.

Golven van geluid

De onderzoekers vertaalden ook de elektromagnetische signalen van de THEMIS-satellieten naar audio, waardoor we kunnen luisteren naar de geluiden van de golven die over de magnetosferische grens reizen.

Dr. Archer voegde toe:"Terwijl we in een simulatie kunnen zien wat er overal gebeurt, satellieten kunnen deze golven alleen meten waar ze ons alleen tijdreeksen geven, kronkelige lijnen. Dit soort gegevens is eigenlijk het meest geschikt voor ons gehoor dan voor ons zicht, dus het luisteren naar de gegevens kan ons vaak een meer intuïtief idee geven van wat er aan de hand is.

"Je kunt het diepe ademgeluid van de staande oppervlaktegolven overal horen, stijgt in volume bij elke puls. Hogere tonen, geassocieerd met andere soorten golven, lang niet zo lang duren."