Solstorme kan dræne elektrisk ladning over Jorden

Ny forskning om solstorme viser, at de ikke kun kan forårsage områder med overdreven elektrisk ladning i den øvre atmosfære over Jordens poler, de kan også gøre det stik modsatte:forårsage områder, der næsten er opbrugt af elektrisk ladede partikler. Fundet tilføjer vores viden om, hvordan solstorme påvirker Jorden og muligvis kan føre til forbedrede radiokommunikations- og navigationssystemer til Arktis.

Et team af forskere fra Danmark, USA og Canada gjorde opdagelsen, mens de studerede en solstorm, der nåede Jorden den 19. februar, 2014. Stormen blev observeret at påvirke ionosfæren på alle Jordens nordlige breddegrader. Dens virkninger på Grønland blev dokumenteret af et netværk af globalt navigationssatellitsystem, eller GNSS, stationer samt geomagnetiske observatorier og andre ressourcer. Attila Komjathy fra NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Californien, udviklet software til behandling af GNSS -data og hjalp med databehandlingen. Resultaterne blev offentliggjort i tidsskriftet Radiovidenskab .

Solstorme inkluderer ofte et udbrud på solen kaldet en koronal masseudstødning, eller CME. Dette er en enorm sky af elektrisk ladede partikler, der slynges ud i rummet, der forstyrrer det interplanetære magnetfelt i vores solsystem. Når disse partikler og de magnetiske forstyrrelser støder på Jordens magnetfelt, de interagerer i en række komplekse fysiske processer, og udløse forstyrrelser i Jordens magnetfelt. Disse forstyrrelser kaldes geomagnetiske storme. Interaktionerne kan forårsage ustabile pletter af overskydende elektroner i ionosfæren, et atmosfærisk område, der starter cirka 80 kilometer over Jordens overflade, der allerede indeholder ioner og elektroner.

Den geomagnetiske storm i 2014 var et resultat af to kraftige jordstyrede CME'er. Stormen producerede oprindeligt pletter af ekstra elektroner i ionosfæren over det nordlige Grønland, som sædvanligt. Men lige syd for disse patches, forskerne blev overrasket over at finde brede områder, der strækker sig 300 til 600 miles (500 til 1, 000 kilometer), hvor elektronerne "næsten blev støvsuget, "med Per Hoeg fra National Space Research Institute ved Danmarks Tekniske Universitet, Lyngby. Disse områder forblev udtømt for elektroner i flere dage.

Elektronerne i ionosfæren reflekterer normalt radiobølger tilbage til jorden, muliggør radiokommunikation over lange afstande. Både elektronudtømning og elektronstigninger i dette lag kan muligvis få radiokommunikation til at mislykkes, reducere nøjagtigheden af ​​GPS -systemer, beskadige satellitter og skade elektriske net.

"Vi ved ikke præcis, hvad der forårsager udtømningen, "Komjathy sagde." En mulig forklaring er, at elektroner rekombinerer med positivt ladede ioner, indtil der ikke er overskydende elektroner. Der kan også være omfordeling - elektroner forskydes og skubbes væk fra regionen, ikke kun vandret, men lodret. "

Papiret har titlen "Multiinstrument observations of a geomagnetic storm and its effects on the Arctic ionosphere:A case study of the 19. februar 2014 storm." Hovedforfatter Tibor Durgonics er doktorand ved Danmarks Tekniske Universitet. Richard Langley (University of New Brunswick, Canada) leverede datasæt og fortolkning.