Energie van die sonwind wat in wisselwerking tree met die magnetosferiese 'borrel' om die aarde, skep golwe van energie wat lyk asof dit stilstaan.
Hierdie nuwe bevinding, uit navorsing gelei deur Imperiale wetenskaplikes, verbeter ons begrip van die toestande rondom die aarde wat bydra tot 'ruimteweer', wat ons tegnologie kan beïnvloed van kommunikasiesatelliete in 'n wentelbaan tot kraglyne op die grond.
“Dit is soortgelyk aan wat gebeur as jy 'n afwaartse roltrap probeer opstap. Dit gaan lyk of jy glad nie beweeg nie, al doen jy baie moeite.” - Dr Martin Archer
Die Son stel 'n stroom gelaaide deeltjies vry wat die sonwind genoem word. Op die Aarde se oppervlak word ons teen hierdie spervuur beskerm deur die magnetosfeer – 'n borrel wat deur die Aarde se magneetveld geskep word.
Wanneer die sonwind die magnetosfeer tref, word energiegolwe langs die grens tussen die twee oorgedra. Wetenskaplikes het gedink die golwe moet rimpel in die rigting van die sonwind, maar die nuwe studie, wat onlangs gepubliseer is in Nature Kommunikasie, onthul sommige golwe doen net die teenoorgestelde.
Staande golwe
Voorheen het hoofnavorser Dr. Martin Archer, van die Departement Fisika by Imperial, en sy kollegas die magnetosfeer se grens vibreer soos 'n drom. Wanneer 'n drumstick-agtige pols van die sonwind die heel voorkant van ons magnetosferiese borrel tref, jaag golwe na die aarde se magnetiese pole en word teruggekaats.
Die jongste werk beskou die golwe wat oor die hele oppervlak van die magnetosfeer vorm, met behulp van 'n kombinasie van modelle en waarnemings van NASA se THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms) satelliete.
Die navorsers het gevind wanneer sonwindpulse die magnetosfeer tref, die golwe wat vorm, jaag nie net heen en weer langs die aarde se veldlyne nie, maar beweeg ook teen die sonwind.
Fliek van die simulasieresultate by die ewenaar (links) en middagmeridiaan (regs). Die grens van die magnetosfeer (swart) beweeg as gevolg van oppervlakgolwe, wat die magnetosfeer saamdruk (rooi) of seldsaam (blou). Die ossillasies is ook in gepaardgaande klank omgeskakel.
Die span het modelle gebruik om te illustreer hoe die energie van die wind wat van die Son af kom en dié van die golwe wat daarteen gaan, mekaar kan uitkanselleer en 'staande golwe' skep wat baie energie behels, maar blykbaar nêrens heen gaan nie.
Dr. Archer het gesê: “Dit is soortgelyk aan wat gebeur as jy met 'n afwaartse roltrap probeer opstap. Dit gaan lyk of jy glad nie beweeg nie, al doen jy baie moeite.”
Hierdie staande golwe kan langer aanhou as dié wat saam met die sonwind beweeg. Dit beteken dat hulle langer is om deeltjies in die ruimte naby die Aarde te versnel, wat lei tot potensiële impakte in streke soos die Aarde se stralingsgordels, aurora of ionosfeer.
Die navorsers sê ook dat staande golwe elders in die heelal kan voorkom, van die magnetosfere van ander planete tot die omtrek van swart gate.
Golwe van klank
Die navorsers het ook die elektromagnetiese seine van die THEMIS-satelliete in oudio vertaal, wat ons in staat stel om te luister na die geluide van die golwe wat oor die magnetosferiese grens beweeg.
Kompressies en seldsamestellings van die magnetosfeer soos gemeet deur die THEMIS-satelliete omgeskakel in hoorbare klank.
Dr. Archer het bygevoeg: “Terwyl ons in 'n simulasie kan sien wat oral aangaan, kan satelliete slegs hierdie golwe meet waar hulle ons net tydreekse, kronkelende lyne gee. Hierdie soort data is eintlik die beste geskik vir ons gehoorsintuig as sig, so luister na die data kan ons dikwels 'n meer intuïtiewe idee gee van wat aangaan.
“Jy kan die diep asemhalingsgeluid van die staande oppervlakgolwe deurgaans hoor en in volume styg soos elke polsslag slaan. Hoër klanke, wat met ander soorte golwe geassosieer word, hou nie naastenby so lank nie.”
Vir meer inligting oor hierdie navorsing, sien Verrassende staande golwe aan die rand van die aarde se magnetiese borrel gevind in NASA-data.
Verwysing: "Magnetopouse-rimpelings wat teen die vloei gaan, vorm asimuthaal stilstaande oppervlakgolwe" deur MO Archer, MD Hartinger, F. Plaschke, DJ Southwood en L. Rastaetter, 6 Oktober 2021, Nature Kommunikasie.
DOI: 10.1038/s41467-021-25923-7
