FIREBIRD II und die NASA-Mission lokalisieren die Herkunft von Pfeiffenraumelektronen

Mission Van Allen Probes of NASA and FIREBIRD II discover origins Whistling Space Electrons (Kann 2019).

Anonim

Wissenschaftler wissen seit langem, dass mit Sonnenenergie angeregte Teilchen, die um den Planeten herum eingeschlossen sind, manchmal in die obere Atmosphäre der Erde gestreut werden, wo sie zu schönen Polarlichtdarstellungen beitragen können. Doch seit Jahrzehnten weiß niemand genau, was dafür verantwortlich ist, diese energetischen Elektronen auf ihren Weg zu werfen. Kürzlich fanden sich zwei Raumfahrzeuge genau zur richtigen Zeit an den richtigen Orten, um den impulsiven Elektronenverlust und seine Ursache aus erster Hand zu erleben.

Neue Forschungen mit Daten der NAS-Mission Van Allen Probes und FIREBIRD II CubeSat haben gezeigt, dass eine gemeinsame Plasmawelle im Weltraum wahrscheinlich für den impulsiven Verlust von hochenergetischen Elektronen in die Erdatmosphäre verantwortlich ist. Bekannt als Whistler-Modus Chorus, werden diese Wellen durch schwankende elektrische und magnetische Felder erzeugt. Die Wellen haben charakteristische aufsteigende Töne - die an die Geräusche von zwitschernden Vögeln erinnern - und können Elektronen effizient beschleunigen. Die Ergebnisse wurden in einem Artikel in Geophysical Review Letters veröffentlicht.

"Die Beobachtung der detaillierten Kette von Ereignissen zwischen Chorwellen und Elektronen erfordert eine Verbindung zwischen zwei oder mehr Satelliten", sagte Aaron Breneman, Forscher an der Universität von Minnesota in Minneapolis und Hauptautor auf dem Papier. "Es gibt bestimmte Dinge, die du nicht lernen kannst, wenn du nur einen Satelliten hast - du brauchst gleichzeitige Beobachtungen an verschiedenen Orten."

Die Studie kombinierte Daten von FIREBIRD II, das in einer Höhe von 310 Meilen über der Erde kreuzt, und von einer der beiden Van-Allen-Sonden, die sich in einer großen Umlaufbahn hoch über dem Planeten bewegen. Aus verschiedenen Blickwinkeln konnten sie die Kette von Ursache und Wirkung des Verlusts dieser hochenergetischen Elektronen besser verstehen.

Weit entfernt davon, eine leere Leere zu sein, ist der Raum um die Erde ein Dschungel aus unsichtbaren Feldern und winzigen Teilchen. Es ist drapiert mit verdrehten Magnetfeldlinien und schwebenden Elektronen und Ionen. Die magnetische Umgebung der Erde diktiert die Bewegungen dieser Teilchen und fängt Elektronen und Ionen in konzentrischen Gürteln ein, die den Planeten umgeben. Diese Gürtel, die sogenannten Van Allen-Strahlengürtel, halten die meisten hochenergetischen Teilchen in Schach.

Manchmal jedoch entweichen die Partikel und rasen in die Atmosphäre. Typischerweise gibt es einen langsamen Nieselregen austretender Elektronen, aber gelegentlich werden impulsartige Teilchenbündel, so genannte Mikrobursts, aus den Gürteln gestreut.

Spät am 20. Januar 2016 beobachteten die Van-Allen-Sonden Chorwellen von ihrem hohen Aussichtspunkt und unmittelbar danach sah FIREBIRD II Mikrowindungen. Die neuen Ergebnisse bestätigen, dass die Chorwellen eine wichtige Rolle bei der Kontrolle des Verlusts an energiereichen Elektronen spielen - ein zusätzliches Teil des Puzzles, um zu verstehen, wie hochenergetische Elektronen so heftig von den Strahlungsgürteln geschleudert werden. Diese Informationen können zusätzlich dazu beitragen, Wettervorhersagen im Weltraum weiter zu verbessern.

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