Aurora's verschijnen dichtbij de polen wanneer materiaal van de zon interageert met het magnetische veld van de aarde. Cluster heeft bevestigd dat de interacties met de magnetosfeer van de aarde ervoor zorgen dat gasstromen die meer dan 300 km / seconde (186 mijl / seconde) afleggen, in de atmosfeer terechtkomen en de lichtshow genereren die we zien.
ESA's Cluster-missie heeft vastgesteld dat hogesnelheidsstromen van geëlektrificeerd gas, ook wel barstachtige bulkstromen genoemd, in het magnetische veld van de aarde de dragers zijn van beslissende hoeveelheden massa, energie en magnetische verstoring richting de aarde tijdens magnetische substormen. Wanneer substorms optreden, raken energetische deeltjes onze atmosfeer, waardoor aurorae schijnt.
Dergelijke kleurrijke aurorae verlichten regelmatig de hogere breedtegraden op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Ze worden meestal veroorzaakt door energetische elektronen die langs de magnetische veldlijnen van de aarde cirkelen en botsen met atmosferische atomen op ongeveer 100 kilometer hoogte. Deze elektronen komen uit de magnetotail, een gebied in de ruimte aan de nachtkant van de aarde waar de deeltjeswind van de zon het magnetische veld van de aarde in een lange staart duwt.
In het midden van de staart bevindt zich een dichter gebied dat bekend staat als het plasmasheet. Gewelddadige veranderingen van het plasmasheet staan bekend als magnetische substorms. Ze gaan een paar uur mee en gooien op de een of andere manier elektronen en andere geladen deeltjes naar de aarde. Afgezien van de prachtige lichtshow, prikkelen substormen ook de ionosfeer van de aarde, waardoor de ontvangst van GPS-signalen en communicatie tussen de aarde en satellieten in een baan worden verstoord.
Een belangrijk probleem met substorms is geweest om te bepalen hoe ze materiaal naar de aarde gooien. De zogenaamde ‘Bursty Bulk Flows’ (BBF's), gasstromen die met een snelheid van meer dan 300 kilometer per seconde door het plasmasheet reizen, werden in de jaren tachtig ontdekt en werden een kandidaat-mechanisme.
Waarnemingen suggereerden dat BBF's relatief klein waren en doorgaans slechts 10 minuten duurden, wat twijfel deed rijzen of BBF's een belangrijke rol zouden kunnen spelen in het fenomeen magnetische substorm. Er was ook twijfel of BBF's voor alle substorms plaatsvonden.
Nu worden deze twijfels in twijfel getrokken door een statistische studie van BBF's en magnetische substormen door Dr. Jinbin Cao, Key Laboratory of Space Weather, CSSAR, Beijing, China, samen met Amerikaanse en Europese collega's.
Met behulp van waarnemingen van het centrale plasmasheet dat door drie satellieten van ESA's Cluster-missie in juli - oktober 2001 en 2002 werd verzameld, vonden Cao en collega's 67 substorms en 209 BBF's. Toen ze de waarnemingen van slechts één ruimtevaartuig gebruikten, ontdekten ze dat 78 procent van de substorms vergezeld gaat van ten minste één BBF. Door gecombineerde observaties van drie van de vier Cluster-ruimtevaartuigen ontdekten ze echter dat 95,5 procent van de substorms vergezeld gaat van BBF's. "Voor het eerst lijkt het mogelijk dat alle substorms vergezeld gaan van BBF's", zegt Cao.
Een ander belangrijk resultaat van dit werk is dat de gemiddelde BBF-duur langer is dan eerder geschat. Enkele satellietobservaties bevestigden eerdere resultaten dat de BBF-duur ongeveer 10 minuten was.
Door de gegevens van drie van het Cluster-ruimtevaartuig te combineren, onthullen de waarnemingen echter een gemiddelde duur die bijna tweemaal zo lang is: 18 minuten en 25 seconden. Dus nogmaals, de meerdere ruimtevaartuiggegevens die door Cluster worden aangeboden, bleken meer te onthullen over de magnetische omgeving van de aarde dan gegevens verzameld door één ruimtevaartuig.
"Deze nieuwe resultaten van de Cluster-missie laten duidelijk zien dat meerpuntswaarnemingen de sleutel zijn om het fenomeen magnetische substorm te begrijpen", zegt Philippe Escoubet, Cluster en Double Star Project Scientist van de European Space Agency.
Oorspronkelijke bron: ESA News Release
