Supersoniske plasmastråler opdaget

Information fra ESA's magnetfeltsværmmission har ført til opdagelsen af ​​supersoniske plasmastråler højt oppe i vores atmosfære, som kan presse temperaturer op til næsten 10.000°C.

Præsenterer disse resultater på denne uges Swarm Science Meeting i Canada, videnskabsmænd fra University of Calgary forklarede, hvordan de brugte målinger fra trioen af ​​Swarm-satellitter til at bygge videre på, hvad man vidste om store plader af elektrisk strøm i den øvre atmosfære.

Teorien om, at der er enorme elektriske strømme, drevet af solvind og ført gennem ionosfæren af ​​Jordens magnetfelt, blev postuleret for mere end et århundrede siden af ​​den norske videnskabsmand Kristian Birkeland.

Det var først i 1970'erne, efter fremkomsten af ​​satellitter, imidlertid, at disse 'Birkelandsstrømme' blev bekræftet ved direkte målinger i rummet.

Disse strømme fører op til 1 TW elektrisk strøm til den øvre atmosfære - omkring 30 gange den energi, der forbruges i New York under en hedebølge.

De er også ansvarlige for 'aurora buer', det velkendte, langsomt bevægende grønne lysgardiner, der kan strække sig fra horisont til horisont.

Mens der er meget kendt om disse nuværende systemer, nylige observationer fra Swarm har afsløret, at de er forbundet med store elektriske felter.

Disse felter, som er stærkest om vinteren, forekomme, hvor op- og nedadgående Birkelandsstrømme forbinder sig gennem ionosfæren.

Bill Archer fra University of Calgary forklarede, "Ved at bruge data fra Swarm-satellitternes elektriske feltinstrumenter, vi opdagede, at disse stærke elektriske felter driver supersoniske plasmastråler.

"Jetsene, som vi kalder 'Birkeland strømgrænsestrømme', marker tydeligt grænsen mellem nuværende ark, der bevæger sig i modsat retning og føre til ekstreme forhold i den øvre atmosfære.

"De kan drive ionosfæren til temperaturer, der nærmer sig 10.000°C og ændre dens kemiske sammensætning. De får også ionosfæren til at flyde opad til højere højder, hvor yderligere energitilførsel kan føre til tab af atmosfærisk materiale til rummet."

David Knudsen, også fra University of Calgary, tilføjet, "Disse nylige resultater fra Swarm tilføjer viden om elektrisk potentiale, og derfor spænding, til vores forståelse af Birkelands strømkredsløb, måske det mest anerkendte organiserende træk ved det koblede magnetosfære-ionosfæresystem."

Denne opdagelse er blot en af ​​de nye resultater, der blev præsenteret på det ugelange videnskabsmøde dedikeret til Swarm-missionen. Også præsenteret i denne uge og med fokus på Birkelandsstrømninger, for eksempel, Sværm blev brugt til at bekræfte, at disse strømme er stærkere på den nordlige halvkugle og varierer med årstiden.

Siden de blev lanceret i 2013, de identiske Swarm-satellitter har målt og løst de forskellige magnetiske signaler, der stammer fra Jordens kerne, kappe, skorpe, oceaner, ionosfære og magnetosfære.

Samt en pakke af instrumenter til at gøre dette, hver satellit har et elektrisk feltinstrument placeret foran til at måle plasmatæthed, afdrift og hastighed.

Rune Floberghagen, ESA's Swarm mission manager, sagde, "Det elektriske feltinstrument er det første ionosfæriske billedapparat i kredsløb, så det er meget spændende at se så fantastiske resultater, som er takket være dette nye instrument.

"Dedikationen fra videnskabsmænd, der arbejder med data fra missionen, holder aldrig op med at forbløffe mig, og vi ser nogle strålende resultater, som denne, drøftet på denne uges møde.

"Swarm åbner virkelig vores øjne for planetens funktion fra dybt nede i Jordens kerne til den højeste del af vores atmosfære."