Im Schweif des Erdmagnetfeldes ist etwas Seltsames. Wo Wissenschaftler heftige Weltraumstürme erwarten, scheint plötzlich eine unerwartete Ruhe zu herrschen. Das ist das Geheimnis der Mission Magnetosphärisches Multiskalensystem (MMS) Die NASA versucht nun, das Problem zu lösen.
Vier Satelliten, 2015 gestartet, Ich habe eine Weile daran gearbeitet, herauszufinden, was los ist in dieser abgelegenen Region des Weltraums, wo die Regeln der Physik aufgehoben zu sein scheinen.
Der Schweif des Magnetfeldes und seine Stürme
Sie wissen es vielleicht nicht, aber das Erdmagnetfeld hat einen Schweif. Wenn der Sonnenwind unserer Wenn ein Stern auf uns trifft, hinterlässt er eine Art langen Schatten, der unserem Planeten folgt. Wissenschaftler nennen diesen magnetischen Schweif passenderweise den Magnetschweif. Und typischerweise ist der Magnetschweif mit magnetischen Stürmen übersät.
Diese Stürme, Teilstürme genannt, werden durch ein Phänomen ausgelöst, das als magnetische Wiederverbindung bekannt ist. Mit anderen Worten, die Linien, aus denen a besteht Magnetfeld Sie kommen zusammen, brechen auseinander und verbinden sich dann wieder, wodurch brillante Ausbrüche von Hitze und kinetischer Energie entstehen. (Wenn diese Rückverbindungen in der Erdatmosphäre stattfinden, können sie Polarlichter verursachen.)
Die von der MMS-Mission entdeckte Anomalie
Wie bereits erwähnt, sind sich Wissenschaftler seit mehreren Jahren eines Rätsels im Magnetschweif bewusst: ein Sturm fehlen. Sie haben gefunden die Signatur eines Sturms, aber kein tatsächlicher Sturm, der ihn begleitet. Im Jahr 2017 entdeckte MMS die charakteristische magnetische Wiederverbindung eines Teilsturms, jedoch keinen begleitenden Teilsturm. Ein Teilsturm würde von heftigen elektrischen Strömen und Magnetfeldschwankungen begleitet sein, aber MMS konnte keine Spur von beidem entdecken.
„Wir haben die Bewegung magnetischer Feldlinien nicht auf globaler Ebene untersucht, daher könnte es sein, dass dieser ungewöhnliche Teilsturm ein sehr lokalisiertes Ereignis war, das MMS glücklicherweise beobachten konnte“, sagte er Andi Marshall des Southwest Research Institute. „Wenn nicht, könnte es unser Verständnis der Beziehung zwischen der Wiederverbindung auf der Heckseite und Teilstürmen verändern.“
Beobachtungen aus dem Weltraum und Simulationen am Boden zur Lösung des Rätsels
Im nächsten Jahr wird MMS magnetische Wiederverbindungen im realen Erdmagnetfeld messen, während Wissenschaftler vor Ort Simulationen des Magnetfelds durchführen, um zu verstehen, wie es sich verhält. Durch den Vergleich der beiden hoffen Wissenschaftler, das Rätsel durch Verständnis zu lösen besser die genaue Beziehung zwischen der Wiederverbindung und den Ereignissen welche Ursache.
„Es ist möglich, dass erhebliche Unterschiede zwischen den globalen Magnetschweif-Konvektionsmodellen für Teilstürme bestehen und die Wiederverbindung der Warteschlange funktioniert nicht Teilsturm“, sagte Marshall.
Implikationen für das Verständnis des Erdmagnetfeldes
Die Lösung dieses Rätsels könnte erhebliche Auswirkungen auf unser Verständnis des Erdmagnetfelds und seiner Wechselwirkung mit dem Sonnenwind haben. Das Magnetfeld ist ein entscheidender Bestandteil des „Schutzschildes“, der die Erde vor geladenen Teilchen der Sonne schützt, die Satelliten, Stromnetzen und sogar der Gesundheit von Astronauten im Weltraum schaden können.
Ein besseres Verständnis der Mechanismen magnetischer Stürme und Wiederverbindungen könnte uns helfen, die Auswirkungen der heftigsten Sonnenstürme, die eine echte Bedrohung für unsere zunehmend technologisierte Gesellschaft darstellen, vorherzusagen und möglicherweise abzumildern.
Eine weitere Grenze der Weltraumforschung
Die MMS-Mission ist auch ein weiteres Beispiel dafür, wie die Weltraumforschung die Grenzen unseres Wissens erweitert. Während wir den Magnetschweif nicht physisch mit Astronauten erforschen, ermöglichen uns unsere Roboteraugen und -ohren in Form von Satelliten wie den MMS, neues Licht auf Regionen des Weltraums zu werfen, die noch weitgehend rätselhaft sind.
In diesem Sinne ist die Lösung des Rätsels um den fehlenden Magnetsturm nicht nur eine Frage wissenschaftlicher Neugier. Es ist Teil einer fortlaufenden Bemühung, unseren Platz im Universum zu verstehen und wie kosmische Kräfte unsere Welt formen.
Während MMS seine Mission fortsetzt und Wissenschaftler vor Ort daran arbeiten, seine Daten zu entschlüsseln, können wir über die Komplexität und Schönheit nur staunen System das unterstützt uns. Und wir können den Entdeckern, sowohl Menschen als auch Robotern, dankbar sein, die unermüdlich daran arbeiten, die Geheimnisse des Kosmos zu entschlüsseln.
Wer weiß, welche weiteren Überraschungen uns noch erwarten im langen magnetischen Schatten der Erde? Mit Missionen wie MMS im Vordergrund werden wir in den kommenden Jahren sicherlich noch viel mehr lernen. Und jede neue Entdeckung, jedes gelöste Rätsel bringt uns einem umfassenderen Verständnis unseres außergewöhnlichen Planeten und seines Platzes im riesigen Teppich des Weltraums einen Schritt näher.
