Nordlys sociale netværk afslører sande omfang af magnetiske storme

Magnetiske forstyrrelser forårsaget af fænomener som nordlys kan spores af et 'socialt netværk' af jordbaserede instrumenter, ifølge en ny undersøgelse fra University of Warwick.

Forskerne, ledet af professor Sandra Chapman fra universitetets fysikafdeling, har for første gang karakteriseret observationerne fra over 100 jordbaserede magnetometre i form af et tidsvarierende rettet netværk af forbindelser. De overvågede udviklingen af ​​geomagnetiske substorme ved hjælp af den samme matematik, der blev brugt til at studere sociale netværk. Magnetometrene 'bliver venner' med hinanden, når de ser det samme signal om en udbredt forstyrrelse.

Forskningen, offentliggjort i tidsskriftet Geofysiske forskningsbreve , åbner mulighed for at udvikle mere nøjagtige modeller af understorme og hjælper os med at forstå rumvejrets indvirkning på vores elektriske og kommunikationssystemer.

nordlyset, eller Aurora Borealis, opstår, når ladede partikler fra vores sol bombarderer jordens magnetfelt. Dette lagrer energi som et batteri, som det derefter frigiver, skabe store elektriske strømme i ionosfæren, som genererer forstyrrelser af magnetiske felter på jorden. Små versioner af disse understorme er almindelige, men af ​​og til vil der opstå større storme, der kan have en større indflydelse.

Ved at bruge over 100 magnetometre, der udgør SuperMAG Initiativet ledet af Dr. Jesper Gjerloev, forskerne brugte de matematiske begreber fra netværksvidenskaben til at overvåge udviklingen af ​​substorme i det arktiske nordlysområde. Efterhånden som en understorm udvikler sig, og den elektriske strøm i ionosfæren vokser, individuelle magnetometre vil registrere en ændring i magnetfeltet. Par af magnetometre blev forbundet, når deres målinger korrelerede med hinanden, udvide deres netværk af 'venner' og give forskerne mulighed for at overvåge, hvordan nordlysforstyrrelsen fra understormen dannes og forplanter sig, og hvor hurtigt.

Substorme fra Aurora Borealis skaber en elektrisk strøm i atmosfæren, der er ekko ved jordoverfladen. Lokaliserede ændringer i Jordens magnetfelt kan forstyrre elledninger, elektroniske og kommunikationssystemer og teknologier såsom GPS. De er blot en form for rumvejr, der konstant påvirker vores planet.

Professor Sandra Chapman fra University of Warwick Department of Physics sagde:"Når vi taler om rumvejr, det er nyttigt at angive et enkelt tal eller en vurdering, der angiver, hvor alvorlig den er. At gøre dette, vi er nødt til at fange den fulde adfærd af, hvor intens begivenheden er, hvor udbredt rumligt, og hvor hurtigt det ændrer sig. Vores mål er at bruge netværksvidenskab til at udvikle nyttige parametre, der gør dette, indkapsling af al information fra 100+ observationer.

"SuperMAG er et godt eksempel på, hvor vigtigt internationalt samarbejde er for at løse problemer som rumvejr, der er på planetarisk skala, ved hjælp af data fra stationer placeret i alle de lande, der støder op til polarcirklen."