Maapallon magneettikentän puomit kuten rumpu, mutta kukaan ei voi kuulla sitä


Et ehkä voi kuulla sitä, mutta maapallon magneettinen kilpi nousee kuin rumpu, kun se pommitetaan voimakkailla impulsseilla, myös aurinkotuulilla, uusi tutkimus löytää.

Joka kerta, kun impulssi iskee kilven ulkoreunaan – alue, joka tunnetaan magnetopausina, ryöstää sen pinnan läpi ja heijastuu sitten takaisin, kun ne saavuttavat magneettipylväät, aivan kuten rummun värähtely, kun lyömäsoittimet lyö sen.

Ja (rumpurulla) tämä on ensimmäinen kerta, kun tutkijat ehdottivat 45 vuotta sitten magnetopause-is-like-a-drum ideaa, että tekniikka on tallentanut ilmiön suoraan, tutkijat sanoivat. [What’s That Noise? 11 Strange and Mysterious Sounds on Earth and Beyond]

Päivittäinen magnetosfääri, magneettikentän puoli suoraan maan ja auringon välissä, on suuri paikka. Se ulottuu yleensä noin 10 kertaa maapallon säteen auringon suuntaan tai noin 41 000 mailia (66 000 kilometriä), sanoi tutkimuspäällikkö Martin Archer, avaruusplasmafysiikka Lontoon Queen Mary Universityssä.

Tässä taiteilijan luovutuksessa plasman jet-isku (keltainen) tuottaa pysyviä aaltoja magnetopause-rajalla (sininen) ja magnetosfäärissä (vihreä). Neljän THEMIS-koettimen ulompi ryhmä tallensi magnetopausin kohoamisen jokaisen satelliitin välillä peräkkäin.

Tässä taiteilijan luovutuksessa plasman jet-isku (keltainen) tuottaa pysyviä aaltoja magnetopause-rajalla (sininen) ja magnetosfäärissä (vihreä). Neljän THEMIS-koettimen ulompi ryhmä tallensi magnetopausin kohoamisen jokaisen satelliitin välillä peräkkäin.

Luotto: E. Masongsong / UCLA, M. Archer / QMUL, H. Hietala / UTU

Magnetopausessa tapahtuvat muutokset voivat vaikuttaa energian virtaukseen maapallon avaruusympäristössä, Archer totesi. Esimerkiksi aurinkotuuli voi vaikuttaa magnetopausiin sekä plasman muodossa oleviin varautuneisiin hiukkasiin, jotka puhaltavat auringon. Nämä vuorovaikutukset magnetopausin kanssa puolestaan ​​voivat vahingoittaa tekniikkaa, mukaan lukien sähköverkot ja GPS-laitteet.

Vaikka fyysikot olivat ehdottaneet, että avaruudesta peräisin olevat räjähdykset voisivat värähtellä magnetopausia kuin rumpu, he eivät olleet koskaan nähneet sitä. Archer tiesi, että tämä olisi haastava ilmiö. tarvitsisi useita satelliitteja juuri oikeaan paikkaan oikeaan aikaan (eli aivan kuten magnetopausin puhallettiin voimakkaalla impulssilla). Nämä toivottiin, että nämä satelliitit eivät vain vangita värähtelyjä vaan myös sulkevat pois muita tekijöitä, jotka ovat saattaneet aiheuttaa tai vaikuttaneet rumpuisia aaltoja.

Mutta Archer ja hänen tiiminsä olivat huomaamattomia, ja tutkivat näiden rummun kaltaisten värähtelyjen teoriaa ottaen huomioon tietyt monimutkaisuudet, jotka jätettiin pois alkuperäisestä teoriasta, Archer kertoi Live Scienceille. "Tähän sisältyi koko päivän magnetosfäärin realistisempien mallien yhdistäminen sekä globaalien tietokoneen simulaatioiden magnetosfäärin vaste teräville impulsseille."

Nämä mallit ja simulaatiot "antoivat meille testattavia ennusteita etsimään satelliittihavaintoja", hän sanoi.

Seuraavaksi tutkijat laativat "luettelon kriteereistä, joita vaaditaan antamaan yksiselitteisiä todisteita tästä rummusta," Archer sanoi. Nämä kriteerit olivat tiukat, ja ne vaativat vähintään neljän satelliitin läsnäolon peräkkäin lähellä magnetosfäärin rajaa. Vasta sitten tutkijat keräsivät tietoja ajoimpulssista, raja-alueen liikkeestä ja magnetosfäärissä olevista allekirjoituksista, hän sanoi.

Hämmästyttävää, että kaikki putosi paikalle tutkijoille. . NASAn tapahtumien historiahistoria ja Macroscale-vuorovaikutus aikajärjestelmien (THEMIS) aikana on viisi identtistä anturia, jotka tutkivat aurora polarisia tai polaarisia valoja. Nämä avaruusalukset pystyivät valitsemaan jokaisen laatikon, jonka Archer ja hänen tiiminsä tarvitsivat vahvistaa, että magnetosfääri värisi kuin rumpu, hän sanoi. [Infographic: Earth’s Atmosphere Top to Bottom]

"Löysimme ensimmäiset suorat ja yksiselitteiset havaintoasiakirjat, että magnetopaus värähtelee pysyvän aallon kuviossa, kuten rumpu, kun iskee voimakas impulssi", Archer sanoi. "Ottaen huomioon 45 vuoden kuluttua alkuperäisestä teoriasta oli ehdotettu, että ne eivät ehkä välttämättä tapahdu, mutta olemme osoittaneet, että ne ovat mahdollisia."

Archer kuvaa havaintoa yksityiskohtaisemmin luomassaan videossa.

Löytö oli musiikkia Archerin korville.

"Maapallon magneettikenttä on jättimäinen musiikki-instrumentti, jonka sinfonia vaikuttaa voimakkaasti avaruusolosuhteissa", hän sanoi. "Olemme tunteneet tuhattujen analogien ja merkkijonojen instrumentteja jo vuosikymmeniä, mutta nyt voimme lisätä myös lyömäsoittimia sekaan."

On kuitenkin periaatteessa mahdotonta kuulla näitä värähtelyjä avaruudessa. "Tunnistamamme taajuudet – [between] 1,8 ja 3,3 megaherttia – ovat yli 10 000 kertaa liian alhaisia, jotta ne kuuluisivat ihmisen korvaan, Archer sanoi.

Lisäksi "avaruudessa on niin vähän hiukkasia, että värähtelyihin liittyvät paineet eivät olisi riittävän vahvoja siirtämään kuuloketta", hän totesi. Tietojen kuuntelemiseksi hänen ja hänen tiiminsä täytyi "manipuloida THEMIS-koettimien herkistä instrumenteista saadut tiedot, jotta signaalit muunnetaan meille kuuluviksi."

Tutkimus julkaistiin verkossa tänään (helmikuu 12) Nature Communications -lehdessä.

Alun perin julkaistu Live Science.