Virkningerne af soludbrud på Jordens magnetosfære

Planeten Jorden er omgivet af et system af magnetiske felter kendt som magnetosfæren. denne enorme, kometformet system afbøjer ladede partikler, der kommer fra solen, skærme vores planet mod skadelig partikelstråling og forhindre solvind (dvs. en strøm af ladede partikler frigivet fra solens øvre atmosfære) fra at erodere atmosfæren.

Mens tidligere undersøgelser har samlet væsentlige beviser for de virkninger, som solvind kan have på Jordens magnetosfære, påvirkningen af ​​soludbrud (dvs. pludselige udbrud af elektromagnetisk stråling på solen) er dårligt forstået. Soludbrud er meget eksplosive begivenheder, der kan vare fra få minutter til timer og kan detekteres ved hjælp af røntgenstråler eller optiske enheder.

Forskere ved Shandong University i Kina og National Center for Atmospheric Research i USA har for nylig gennemført en undersøgelse, der undersøger de virkninger, som soludbrud kan have på Jordens magnetosfære. Deres papir, udgivet i Naturfysik , tilbyder ny værdifuld indsigt, der kan bane vejen for en bedre forståelse af geospace dynamik. Geospace, den del af det ydre rum, der er tættest på Jorden, omfatter den øvre atmosfære, ionosfære (dvs. den ioniserede del af atmosfæren) og magnetosfæren.

"Magnetosfæren er placeret i området over ionosfæren og er det fuldt ioniserede rumområde over 1000 km fra jorden, " Professor Jing Liu, en af ​​de forskere, der har udført undersøgelsen, fortalte Phys.org. "Regionen er omgivet af solvinden og påvirkes og styres af jordens magnetfelt og solvindens magnetfelt."

Magnetosfæren beskrives generelt som Jordens beskyttende barriere mod solvind og andre solpartikler, da det forhindrer disse partikler i at trænge ind i planetens andre beskyttende lag. Ikke desto mindre, tidligere undersøgelser viste, at når solvindens retning er modsat magnetosfærens magnetfelt, magnetiske linjer fra disse to regioner kan "forbindelse." Det betyder, at nogle solvindpartikler kan overføres direkte til rummet omkring Jorden.

"Vi spurgte os selv:Kan flareprocessen, som er karakteriseret ved øget stråling, ikke kun direkte påvirker jordens ionosfære, men også forårsage forstyrrelser i magnetosfæren som solvinden?" sagde Liu. "For at besvare dette spørgsmål, vi har vedtaget en række observationsdatasæt, indsamlet af globale satellitnavigationssystemer, det europæiske usammenhængende spredningsradarnetværk, ionosfæriske satellitter, satellitter, der kredser om månen, og mere."

Liu og hans kolleger analyserede data indsamlet af forskellige enheder og satellitter under et soludbrud, der fandt sted den 6. september 2017. For at gøre dette, de vedtog en nyligt udviklet numerisk geospace-model udviklet ved National Center for Atmospheric Research. denne model, kaldet høj rumlig-temporal opløsning magnetosfære ionosfære termosfære model (LTR), gengiver de ændringer, der udløses af soludbrud i magnetosfære-ionosfære-koblingssystemet.

Ved at bruge LTR-modellen og tidligere indsamlede data, forskerne var i stand til at afsløre soludbrudseffekter på magnetosfærens dynamik og på den elektrodynamiske kobling mellem magnetosfæren og ionosfæren. Mere specifikt, de observerede en hurtig og stor stigning i flare-induceret fotoionisering af den polære ionosfæriske E-region i højder mellem 90 og 150 km. Fænomenet observeret af Liu og hans kolleger så ud til at have en række virkninger på georumområdet, inklusive en lavere Joule-opvarmning af Jordens øvre atmosfære, en rekonfiguration af magnetosfærens konvektion og ændringer i nordlysudfældning.

"Vi demonstrerede, at solafbrændingseffekter strækker sig gennem hele georummet via elektrodynamisk kobling, og er ikke begrænset, som tidligere antaget, til det atmosfæriske område, hvor strålingsenergi absorberes, " Liu forklarede. "På grund af den lignende sol-magnetosfære-ionosfære koblingsproces i andre jordlignende planeter, vores undersøgelse giver også nye spor til at udforske og forstå virkningerne af soludbrud på andre planeter. I min fremtidige forskning, Jeg planlægger at studere virkningerne af udbrud på planeter med den samme magnetosfære (såsom Jupiter, Venus og Saturn)."

© 2021 Science X Network