Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Natur

Rumorkan observeret for første gang

a IMF-komponenterne i geocentrisk solar magnetosfære (GSM) koordinater; b solvindens taltæthed og hastighed; c solvindens dynamiske tryk, PDyn; d det foreløbige SYM-H geomagnetiske indeks (fra 6 stationer); og e de foreløbige aurorale elektrojet geomagnetiske indekser (fra 11 stationer):røde og blå linjer er for AU og AL. Interplanetariske data måles af tidshistorien for begivenheder og makroskalainteraktioner under substorme (THEMIS)44 B-satellitten (i månens kredsløb), og er blevet forsinket med 9,5 min til magnetopausen på dagen. Kredit: Naturkommunikation (2021). DOI:10.1038/s41467-021-21459-y

De første observationer af en rumorkan er blevet afsløret i Jordens øvre atmosfære, bekræfter deres eksistens og kaster nyt lys over forholdet mellem planeter og rummet.

De hidtil usete observationer, lavet af satellitter i august 2014, blev kun afsløret under retrospektiv analyse af forskere ved University of Reading, som en del af et team ledet af Shandong University i Kina, som bekræftede orkanen og gav fingerpeg om dens dannelse.

Denne analyse har nu gjort det muligt at skabe et 3D-billede af 1, 000 km bred hvirvlende masse af plasma flere hundrede kilometer over Nordpolen, regner elektroner i stedet for vand, og på mange måder ligner de orkaner, vi kender i jordens lavere atmosfære.

Professor Mike Lockwood, rumforsker ved University of Reading, sagde:"Indtil nu, det var usikkert, om der overhovedet fandtes rumplasmaorkaner, så at bevise dette med sådan en slående observation er utroligt."

"Tropiske storme er forbundet med enorme mængder energi, og disse rumorkaner skal skabes ved usædvanlig stor og hurtig overførsel af solvindenergi og ladede partikler til Jordens øvre atmosfære.

"Plasma og magnetiske felter i atmosfæren på planeter eksisterer i hele universet, så resultaterne tyder på, at rumorkaner burde være et udbredt fænomen."

Skematisk over rumorkanen og dens dannelsesmekanisme under en ekstremt stille geomagnetisk tilstand med nordgående IMF og en dominerende By-komponent. Kredit: Naturkommunikation (2021). DOI:10.1038/s41467-021-21459-y

Orkaner opstår i jordens lavere atmosfære over varme vandmasser. Når det er varmt, fugtig luft stiger, det skaber et område med lavt tryk nær overfladen, der suger den omgivende luft ind, forårsager ekstremt kraftig vind og skaber skyer, der fører til kraftig regn.

Orkaner er også blevet observeret i de lavere atmosfærer på Mars, Jupiter og Saturn, mens der er set enorme soltornadoer i Solens atmosfære. Imidlertid, eksistensen af ​​rumorkaner i den øvre atmosfære af planeter er ikke blevet opdaget før.

Rumorkanen, der blev analyseret af holdet i Jordens ionosfære, drejede mod uret, havde flere spiralarme, og varede næsten otte timer, før den gradvist brød sammen.

En numerisk modelsimulering af magnetosfæren (den store boble omkring Jorden forårsaget af Jordens magnetfelt, der beskytter Jorden mod solvind), der viser orkanaktiviteten i, hvad der skulle have været en meget stille solvindperiode. Billedet ser ned på jordens nordpol med solen væk til højre, daggry til bunden og skumring til toppen. Farverne viser de feltjusterede strømme, der bringer momentum fra solvinden ned i ionosfæren, og de viser spiralarmene, der ligner en atmosfærisk orkan. Vektorerne er flow af plasma i magnetosfæren. Kredit:State Key Laboratory of Space Weather, Center for Rumvidenskab og Anvendt Forskning, det kinesiske videnskabsakademi, Beijing, Kina

Holdet af videnskabsmænd fra Kina, USA., Norge og Storbritannien brugte observationer foretaget af fire DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) satellitter og en 3-D magnetosfære modellering til at producere billedet. Deres resultater blev offentliggjort i Naturkommunikation .

Analysen involverede kontrol af data fra satellitterne, radarer og andre kilder til konsistens, og at opbygge et fuldstændigt billede af, hvad der var sket, og sikre, at de involverede mekanismer blev forstået.

Det faktum, at orkanen opstod i en periode med lav geomagnetisk aktivitet, tyder på, at de kunne være mere relativt almindelige i vores solsystem og videre. Dette understreger vigtigheden af ​​forbedret overvågning af rumvejr, som kan forstyrre GPS-systemer.


Varme artikler