A Föld mágneses terepe, mint egy dob, de senki nem hallhatja


Lehet, hogy nem tudja hallani, de a Föld mágneses pajzsa olyan, mint egy dob, amikor erős impulzusokat bombáztatnak, beleértve a napszélből származó új impulzusokat is.

Minden alkalommal, amikor egy impulzus megérinti a pajzs külső határát – a magnetopauza néven ismert régiót – a felszínén hullámzik, majd visszaverődik, amikor eléri a mágneses pólusokat, mint egy dob hullámai, mint egy ütős.

És (dob dob) ez az első alkalom, amikor a kutatók 45 évvel ezelőtt javasolják a magnetopause-is-like-a-drum ötletet, hogy a technológia közvetlenül rögzítette a jelenséget, a kutatók szerint. [What’s That Noise? 11 Strange and Mysterious Sounds on Earth and Beyond]

A mágneses tér, a mágneses mező oldala közvetlenül a Föld és a nap között, hatalmas hely. Általában mintegy tízszerese a Föld sugara a nap felé, vagy mintegy 41 000 mérföld (66 000 kilométer), mondta a tanulmány kutatója Martin Archer, a londoni Queen Mary Egyetem űrplazmafizikusa.

Ebben a művész kiadványában a plazma sugárhatás (sárga) állandó hullámokat generál a magnetopause határán (kék) és a magnetoszférában (zöld). A négy THEMIS szonda külső csoportja rögzítette a mágneses szünetet minden egyes műholdon egymás után.

Ebben a művész kiadványában a plazma sugárhatás (sárga) állandó hullámokat generál a magnetopause határán (kék) és a magnetoszférában (zöld). A négy THEMIS szonda külső csoportja rögzítette a mágneses szünetet minden egyes műholdon egymás után.

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

A magnetopauza mozgásai befolyásolhatják az energia áramlását a Föld űrkörnyezetében. Például a mágneses szünetet befolyásolhatják a napszél, valamint a plazma formájában töltött, a napfújást okozó töltött részecskék. Ezek a kölcsönhatások a magnetopauzissal viszont károsíthatják a technológiát, beleértve a villamosenergia-hálózatokat és a GPS-eszközöket.

Jóllehet a fizikusok azt javasolják, hogy az űrből származó robbanások vibrálják a mágneses szünetet, mint egy dob, soha nem látták azt akcióban. Archer tudta, hogy ez kihívást jelentő jelenség lesz a megragadáshoz; a megfelelő időben több megfelelő műholdra lenne szükség (azaz, ahogy a mágneses szünetet erős impulzussal robbantotta meg). Ezek a szatellitek remélték, hogy nemcsak a rezgéseket rögzítik, hanem kizárják azokat a tényezőket is, amelyek a dobszerű hullámokat okozták vagy hozzájárultak hozzá.

De Archer és csapata nem volt tisztában, és tanulmányozta ezen dobszerű oszcillációk elméletét, figyelembe véve bizonyos összetettségeket, amelyeket az eredeti elméletből elhagytak, Archer elmondta az Live Science-nek. "Ez magában foglalja a teljes napszemléletű magnetoszféra reálisabb modelljeinek kombinálását, valamint a magnetoszféra éles impulzusokra adott válaszának globális számítógépes szimulációinak futtatását."

Ezek a modellek és szimulációk „tesztelhető előrejelzéseket adtak nekünk a műholdas megfigyelések keresésére” – mondta.

Ezután a tudósok összeállították a kritériumok listáját, amelyekre szükség lenne ahhoz, hogy egyértelműen bizonyítsák ezt a dobot – mondta Archer. Ezek a kritériumok szigorúak voltak, és legalább négy műhold jelenlétét követelték a sorrendben a magnetoszféra határ közelében. Csak akkor tudta a kutatók összegyűjteni az adatokat a vezetési impulzusról, a határ mozgásáról és a magnetoszférán belüli aláírásról, mondta.

Meglepő módon mindent a kutatók helyére helyeztek. A NASA eseményeinek története és a makroszintű kölcsönhatások a szubsztormák (THEMIS) küldetése során öt azonos próbával rendelkeznek, amelyek az aurora polarist vagy a poláris fényeket tanulmányozták. Ezek az űrhajók képesek voltak rákerülni minden dobozra, amit Archer és csapata meg kellett erősítenie, hogy a magnetoszféra rezgett, mint egy dob, mondta. [Infographic: Earth’s Atmosphere Top to Bottom]

"Megtaláltuk az első közvetlen és egyértelmű megfigyelési bizonyítékot arra vonatkozóan, hogy a magnetopauza állandó hullámmintában rezeg, mint egy dob, amikor egy erős impulzus sújtja" – mondta Archer. "Tekintettel a kezdeti elméletet követő 45 évre, azt javasolta, hogy egyszerűen ne fordulhassanak elő, de megmutattuk, hogy lehetségesek."

Archer részletesebben írja le az eredményt egy létrehozott videójában.

Az eredmény a zene volt Archer fülébe.

"A föld mágneses mezője egy hatalmas zenei hangszer, amelynek szimfóniája nagyban befolyásolja a világűrben" – mondta. "Évtizedek óta ismerjük a szél és a húr eszközök analógjait, de most már hozzáadhatunk néhány ütőhangot is a keverékhez."

Azonban alapvetően lehetetlen hallani ezeket a rezgéseket az űrben. "Az általunk észlelt frekvenciák – [between] 1,8 és 3,3 megahertz – több mint 10.000-szer túl alacsony a pályán, hogy hallható legyen az emberi fülnek – mondta Archer.

Sőt, "olyan kevés részecskék vannak az űrben, hogy az oszcillációkhoz kapcsolódó nyomások nem lennének elég erősek ahhoz, hogy mozgassanak egy dobhártyát" – jegyezte meg. Annak érdekében, hogy meghallgassa az adatokat, ő és csapata „manipulálni kell az érzékeny műszerek adatait a THEMIS szondákon, hogy a jeleket valami hallhatóvá tegyük.”

A tanulmányt ma közzétették online (február 12-én) a Nature Communications folyóiratban.

Eredetileg megjelent Élő tudomány.