Zemské magnetické pole rastie ako bubon, ale nikto ho nedokáže počuť


Možno to nebudete môcť počuť, ale zemský magnetický štít sa vyvíja ako bubon, keď je bombardovaný silnými impulzmi, vrátane tých zo slnečného vetra, zistí nová štúdia.

Zakaždým, keď impulz zasiahne vonkajšiu hranicu štítu – oblasť známu ako magnetopauza – sa vlnia vlny cez jej povrch a potom sa odrazia späť, keď dosiahnu magnetické póly, rovnako ako tvár bubna vlnky ako perkusionista to beje.

A to je prvýkrát, čo výskumníci pred 45 rokmi navrhli myšlienku magnetopause-like-a-drum, že technológia zaznamenala tento jav priamo, uviedli výskumníci. [What’s That Noise? 11 Strange and Mysterious Sounds on Earth and Beyond]

Dnešná magnetosféra, strana magnetického poľa priamo medzi Zemou a slnkom, je obrovské miesto. Zvyčajne sa rozprestiera asi desaťnásobok polomeru Zeme smerom k slnku alebo asi 66 000 kilometrov, uviedol výskumný pracovník Martin Archer, kozmický fyzik plazmy na univerzite Queen Mary v Londýne.

V prevedení tohto umelca vytvára plazmový impulz (žltý) stojaté vlny na hranici magnetopauzy (modrá) av magnetosfére (zelená). Vonkajšia skupina štyroch sond THEMIS zaznamenala zachytenie magnetopauzy na každom druhej druhej druhej.

V prevedení tohto umelca vytvára plazmový impulz (žltý) stojaté vlny na hranici magnetopauzy (modrá) av magnetosfére (zelená). Vonkajšia skupina štyroch sond THEMIS zaznamenala zachytenie magnetopauzy na každom druhej druhej druhej.

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

Pohyby v magnetopauze môžu ovplyvniť tok energie v priestore vesmíru, uviedol Archer. Napríklad magnetopauza môže byť ovplyvnená slnečným vetrom, ako aj nabité častice vo forme plazmy, ktoré vyfúkajú slnko. Tieto interakcie s magnetopauzou majú na oplátku potenciál poškodiť technológiu vrátane energetických sietí a zariadení GPS.

Hoci fyzici navrhli, aby výbuchy z vesmíru mohli vibrovať magnetopauzu ako bubon, nikdy ju nevideli v akcii. Archer vedel, že to bude náročný fenomén na zachytenie; bolo by potrebné niekoľko satelitov na správnych miestach v správnom čase (to je práve tak, ako bol magnetopaus bol vypálený silným impulzom). Očakáva sa, že tieto satelity nielen zachytávajú vibrácie, ale vylučujú aj iné faktory, ktoré by mohli spôsobiť alebo prispeli k vlnám podobným bubnu.

Ale Archer a jeho tím boli nedotknutá a študovali teóriu týchto bubnových oscilácií, berúc do úvahy určité komplikovanosti, ktoré boli vynechané z pôvodnej teórie, Archer povedal Live Science. "Toto zahŕňalo spojenie realistickejších modelov celej dnešnej magnetosféry, ako aj spustenie globálnych počítačových simulácií reakcie magnetosféry na ostré impulzy."

Tieto modely a simulácie nám "poskytli testovateľné predpovede na hľadanie satelitných pozorovaní," povedal.

Ďalej vedci zostavili "zoznam kritérií, ktoré by vyžadovali jednoznačné dôkazy o tomto bubne," povedal Archer. Tieto kritériá boli prísne a vyžadovali prítomnosť najmenej štyroch družíc v rade v blízkosti hranice magnetosféry. Iba potom môžu výskumníci zhromaždiť údaje o hnacom impulse, pohybe hraníc a zvukov podpisov v magnetosfére, povedal.

Úžasne, pre výskumníkov všetko padlo na miesto. , Časová história udalostí NASA a interakcie makroskopických ciest (THEMIS) má päť identických sond, ktoré študujú aurora polaris alebo polárne svetlá. Tieto kozmické lode mohli odškrtnúť každú škatuľu, ktorú Archer a jeho tím potrebovali potvrdiť, že magnetosféra vibrovala ako bubon, povedal. [Infographic: Earth’s Atmosphere Top to Bottom]

"Našli sme prvé priame a jednoznačné pozorovacie dôkazy, že magnetopauza vibruje v podobe stojacej vlny, ako bubon, keď je zasiahnutý silným impulzom," povedal Archer. "Vzhľadom na 45 rokov od počiatočnej teórie bolo navrhnuté, aby sa jednoducho nevyskytli, ale ukázali sme, že sú to možné."

Archer opisuje nález podrobnejšie vo videu, ktorý vytvoril.

Zistenie bolo pre Archerova ušia hudba.

"Zemské magnetické pole je obrovský hudobný nástroj, ktorého symfónia nás veľmi ovplyvňuje počas vesmírneho počasia," povedal. "Známe analógy vetra a strunové nástroje sa v ňom vyskytujú po celé desaťročia, ale teraz môžeme pridať aj nejaké perkusie do mixu."

Je však v podstate nemožné počuť tieto vibrácie v priestore. "Frekvencie, ktoré sme zistili – [between] 1,8 a 3,3 megahertz – sú viac ako 10 000 krát príliš nízke, aby boli počuteľné pre ľudské ucho, "povedal Archer.

Navyše "v priestore je tak málo častíc, že ​​tlaky spojené s osciláciami nebudú dostatočne pevné na to, aby presunuli bubienok," poznamenal. Aby sme počuli dáta, on a jeho tím museli "manipulovať s údajmi z citlivých prístrojov na palube sond THEMIS, aby sme premenili signály na niečo počuteľné pre nás."

Štúdia bola uverejnená dnes (12 februára) v časopise Nature Communications.

Pôvodne publikované dňa Živá veda,