FIREBIRD II og NASA-missionen lokaliserer fløjtende rumelektroners oprindelse

Forskere har længe vidst, at solcelledrevne partikler fanget rundt om planeten nogle gange bliver spredt ud i Jordens øvre atmosfære, hvor de kan bidrage til smukke nordlys. Alligevel i årtier, ingen har vidst præcist, hvad der er ansvarligt for at kaste disse energiske elektroner på deres vej. For nylig, to rumfartøjer befandt sig på det helt rigtige sted på det rigtige tidspunkt for at være vidne til førstehånds både det impulsive elektrontab og dets årsag.

Ny forskning ved hjælp af data fra NASAs Van Allen Probes-mission og FIREBIRD II CubeSat har vist, at en almindelig plasmabølge i rummet sandsynligvis er ansvarlig for det impulsive tab af højenergielektroner i Jordens atmosfære. Kendt som whistler mode chorus, disse bølger er skabt af fluktuerende elektriske og magnetiske felter. Bølgerne har karakteristiske stigende toner - der minder om lyden fra fuglekvidder - og er i stand til effektivt at accelerere elektroner. Resultaterne er offentliggjort i et papir i Geofysiske gennemgangsbreve .

"At observere den detaljerede kæde af begivenheder mellem korbølger og elektroner kræver en konjunktion mellem to eller flere satellitter, " sagde Aaron Breneman, forsker ved University of Minnesota i Minneapolis, og hovedforfatter på papiret. "Der er visse ting, du ikke kan lære ved kun at have én satellit - du har brug for samtidige observationer på forskellige steder."

Undersøgelsen kombinerede data fra FIREBIRD II, som krydser i en højde af 310 miles over Jorden, og fra en af ​​de to Van Allen Probes, som rejser i en bred bane højt over planeten. Fra forskellige udsigtspunkter, de kunne få en bedre forståelse af kæden af ​​årsag og virkning af tabet af disse højenergielektroner.

Langt fra at være et tomt tomrum, rummet omkring Jorden er en jungle af usynlige felter og bittesmå partikler. Den er draperet med snoede magnetfeltlinjer og svævende elektroner og ioner. Diktere bevægelserne af disse partikler, Jordens magnetiske miljø fanger elektroner og ioner i koncentriske bælter, der omkranser planeten. Disse bælter, kaldet Van Allen Radiation Belts, holde de fleste højenergipartikler i skak.

Nogle gange dog partiklerne slipper ud, suser ned i atmosfæren. Typisk, der er et langsomt støvregn af undslippende elektroner, men lejlighedsvis impulsive bundter af partikler, kaldet mikroudbrud, er spredt ud af bælterne.

Sent den 20. januar, 2016, Van Allen Probes observerede korbølger fra dets høje udsigtspunkt og umiddelbart efter, FIREBIRD II så mikroudbrud. De nye resultater bekræfter, at korbølgerne spiller en vigtig rolle i at kontrollere tabet af energiske elektroner - en ekstra brik i puslespillet for at forstå, hvordan højenergielektroner slynges så voldsomt fra strålingsbælterne. Disse oplysninger kan desuden hjælpe med at forbedre forudsigelser af rumvejr yderligere.