Når solvinden rammer Jordens magnetosfære, en overraskende stilhed opstår

Energi fra solvinden, der interagerer med den magnetosfæriske 'boble' omkring Jorden, skaber bølger af energi, der ser ud til at stå stille.

Denne nye opdagelse, fra forskning ledet af kejserlige videnskabsmænd, forbedrer vores forståelse af forholdene omkring Jorden, der bidrager til 'rumvejr', som kan påvirke vores teknologi fra kommunikationssatellitter i kredsløb til elledninger på jorden.

Solen frigiver en strøm af ladede partikler kaldet solvinden. På jordens overflade, vi er beskyttet mod denne spærreild af magnetosfæren - en boble skabt af Jordens magnetfelt.

Når solvinden rammer magnetosfæren, bølger af energi overføres langs grænsen mellem de to. Forskere mente, at bølgerne skulle bølge i retning af solvinden, men den nye undersøgelse, offentliggjort i dag i Naturkommunikation , afslører, at nogle bølger gør det modsatte.

Stående bølger

Tidligere, ledende forsker Dr. Martin Archer, fra Institut for Fysik ved Imperial, og hans kolleger fastslog, at magnetosfærens grænse vibrerer som en tromme. Når en trommestikslignende puls fra solvinden rammer den helt forreste del af vores magnetosfæriske boble, bølger løber mod Jordens magnetiske poler og bliver reflekteret tilbage.

Det seneste arbejde betragter bølgerne, der dannes over hele magnetosfærens overflade, ved hjælp af en kombination af modeller og observationer fra NASAs THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) satellitter.

Forskerne fandt, når solvindimpulser rammer magnetosfæren, bølgerne, der dannes, løber ikke kun frem og tilbage langs Jordens feltlinjer, men også rejse mod solvinden.

Holdet brugte modeller til at illustrere, hvordan energien fra vinden, der kommer fra Solen, og energien fra bølgerne, der går imod den, kunne ophæve hinanden, skabe 'stående bølger', der involverer en masse energi, men som ser ud til at gå ingen vegne.

Dr. Archer sagde:"Det svarer til, hvad der sker, hvis du prøver at gå op ad en nedadgående rulletrappe. Det kommer til at se ud, som om du overhovedet ikke bevæger dig, selvom du yder en stor indsats."

Disse stående bølger kan vare længere end dem, der rejser med solvinden. Det betyder, at de er længere til at accelerere partikler i rummet nær Jorden, fører til potentielle påvirkninger i områder som Jordens strålingsbælter, nordlys, eller ionosfæren.

Forskerne siger også, at stående bølger kan forekomme andre steder i universet, fra magnetosfærerne på andre planeter til periferien af ​​sorte huller.

Bølger af lyd

Forskerne oversatte også de elektromagnetiske signaler fra THEMIS-satellitterne til lyd, giver os mulighed for at lytte til lyden af ​​bølgerne, der bevæger sig over den magnetosfæriske grænse.

Dr. Archer tilføjede:"Mens vi i en simulering kan se, hvad der foregår overalt, satellitter kan kun måle disse bølger, hvor de kun giver os tidsserier, vridende linjer. Denne slags data er faktisk bedst egnet til vores høresans end synet, så lytning til data kan ofte give os en mere intuitiv idé om, hvad der foregår.

"Du kan høre den dybe vejrtrækningslyd af de stående overfladebølger fortsætter hele vejen, stigende i volumen, efterhånden som hver puls rammer. Højere lyde, forbundet med andre typer bølger, holder ikke nær så længe."