Hvad er en geomagnetisk substorm?

24. februar kl. 2007

På lørdag, 17. februar kl. NASA lancerede en raket med en rekordindstilling på fem satellitter ombord. Missionen er at opdage kilden til et atmosfærisk fænomen kendt som den "geomagnetiske delstorm". Satellittenes respektive baner sigter mod at give forskellige udsigter over disse storme i løbet af de næste flere år for at lade forskere finde ud af kilden til de magnetiske forstyrrelser, der forårsager alle mulige problemer på jorden, herunder kommunikationsforstyrrelser og deaktivering af strømdistributionsnet, og kan beskadige satellitter og udgøre strålingsrisici for astronauter i rummet. Geomagnetiske substorms lyser også op i himmelen, kendt som "nordlys" eller "sydlys, "kaldes også auroraen. Den TEMIS (Time History of Events and Macroscale Interaction under Substorms) mission er en temmelig stor:Lige nu, ingen ved, hvad der forårsager disse strømninger i Jordens magnetfelt.

For at forstå arten af ​​en geomagnetisk delstorm, også kendt som a magnetosfærisk delstorm , det er nyttigt at starte helt fra begyndelsen:Jorden har sin egen magnetfelt .

Jordens kerne består af jern og nikkel. Denne metalkerne fungerer som en stangmagnet-derfor kan du navigere med et magnetismebaseret kompas. Jern-nikkelkernen er dybest set en magnet med to poler, en der peger mod nord, og en der peger mod syd. Jordens nord- og sydpoler er derfor de punkter, hvor Jordens magnetisme er stærkest, og der er en konstant bevægelse af magnetisme - et magnetfelt - mellem disse poler. Men Jordens magnetfelt stopper ikke ved overfladen af ​​planeten. Det stråler tusinder af miles ud i rummet i form af magnetiserede bånd, der omgiver planeten.

Ude i rummet, disse magnetbånd interagerer med andre magnetfelter og energikilder. Især, solens energi har en enorm effekt på Jordens magnetisme ved hjælp af solvind . Solvind er hovedsageligt plasma -bånd - ekstremt varmt, ladede partikler, eller elektroner, af helium og brint - der flygter fra solens overflade. Partiklerne blæses derefter rundt i rummet af Solens energi. Da disse plasmabånd forlader solen, de trækker Solens magnetfelt med sig. Til sidst, disse solvinde når et område af Jordens atmosfære kaldet magnetosfæren, og det er her geomagnetiske understorme finder sted.

Det magnetosfæren omfatter det øverste niveau af Jordens atmosfære, som starter mere end 80 miles over jorden, og strækker sig langt ud i rummet. Ioner i magnetosfæren kommer aldrig sammen for at danne neutralt ladede molekyler - de forbliver fra hinanden på grund af interaktionen mellem Jordens magnetfelt og Solens magnetfelt. Skubbet og trækningen af ​​interplanetarisk magnetisme får faktisk magnetosfæren til at være tåreformet, ikke sfærisk, som de magnetiserede bånd trækkes mod og væk fra Jorden med uregelmæssige intervaller afhængigt af solvindens aktivitet.

Når solen vindes, bærer enorme mængder energi (i form af ladede plasmapartikler) og magnetisme, ind i Jordens magnetosfære, magnetosoherens egne ladede partikler bliver meget spændte. Energien frigivet i ionernes spænding forårsager en stigning i magnetisme og stråling - og udsender utrolige mængder lys i processen. Dette lys er det, vi kalder nordlyset, eller aurora . Auroraen er en visuel visning af den energi, der frigives i samspillet mellem solvindene og Jordens magnetosfære over polarhimlen, hvor magnetismen er størst.

Denne interaktion forekommer ofte og er ofte harmløs. Men til tider, når solvindene rammer magnetosfæren, der er en stor forstyrrelse i Jordens magnetfelt. Dette er en geomagnetisk delstorm , og du kan se, hvordan denne forstyrrelse afspejles i auroraen på billedet herunder:

Under en geomagnetisk substorm, samspillet mellem solvindene og magnetosfæren er særlig voldsomt, får magnetosfærens grænse til at blive skubbet mod Jorden. Dette forstyrrer Jordens ionosfære, samlingen af ​​ladede partikler i den øvre del af Jordens atmosfære, hvor radiokommunikation rejser (se Hvorfor hører du nogle radiostationer bedre om natten end om dagen?). I en geomagnetisk substorm, båndene i Jordens magnetfelt afbrydes:De adskilles og klikker derefter sammen igen. Denne forstyrrelse kaster enorme mængder stråling mod planetens overflade. Dette kan resultere i strømafbrydelser, skader på satellitter og rumfartøjer, radiointerferens, forstyrrelser i navigationssystemer og andre problemer i forbindelse med den kraftige stigning i magnetisk energi i Jordens atmosfære. Og ingen ved præcis, hvordan disse storme kommer i gang.

Nuværende videnskabelig teori er delt mellem hypoteser om oprindelsen til geomagnetiske substorms. Disse hypoteser adskiller sig grundlæggende med hensyn til hvilken komponent i interaktionen, der resulterer i en delstorm - magnetosfæren eller solvindene - holder udløseren for processen. I løbet af de næste år, forskere håber at modtage data fra de fem THEMIS -satellitter, der vil give indsigt i, hvilken af ​​de fremtrædende teorier der er korrekte. Selvfølgelig, de kan bare ende med at bevise, at alle tager fejl.

For mere information om geomagnetiske substorms, atmosfærisk videnskab og beslægtede emner, tjek følgende links.

• Sådan fungerer kompasser
• Sådan fungerer Jorden
• Sådan fungerer satellitter
• Sådan fungerer solen
• CNN.com:NASA lancerer fem -satellits raket - 18. februar kl. 2007
• NASA:En primer om rumvejr
• NASA:Magnetosfæren

Kilder

• "En primer om rumvejr." Rummiljøcenter. NASA.gov. http://www.sec.noaa.gov/primer/primer.html
• "Geomagnetisk felt." Encyclopædia Britannica. http://www.britannica.com/eb/article-9036468/geomagnetic-field
• "NASA lancerer fem-satellits raket." CNN.com. 18. februar kl. 2007. http://www.cnn.com/2007/TECH/space/02/18/themis.mission.ap/index.html
• "NASAs Themis -mission lanceres for at studere geomagnetiske understorme." SpatialNyheder. 19. februar kl. 2007. http://spatialnews.geocomm.com/dailynews/2007/feb/19/news6.html
• "THEMIS vil dømme, hvad der forårsager stærkt dynamisk Aurora." NASA.gov. 17. januar, 2007. http://www.nasa.gov/mission_pages/themis/news/Themis_intro.html