Zaskakujące zygzaki w polu magnetycznym Ziemi. Na Słońcu też takie są
Badacze z University of New Hampshire wykryli w ziemskim polu magnetycznym tzw. „switchbacki” – zygzakowate załamania linii pola magnetycznego znane dotąd tylko z obserwacji Słońca. Naukowcy wskazują, że odkrycie to może poprawić prognozy skutków burz geomagnetycznych.
Pole magnetyczne Ziemi istniało już 3,7 miliarda lat temu
Fizycy Emily McDougall i Matthew Argall przeanalizowali dane z realizowanej przez NASA misji Magnetospheric Multiscale . W plazmie uwięzionej w ziemskim polu magnetycznym zauważyli powolne obroty, po których układ gwałtownie wracał do wcześniejszej orientacji. To wzorzec odpowiadający zygzakowatym „switchbackom” znanym z obserwacji pola magnetycznego Słońca.
Naukowcy zwracają uwagę na fakt, iż część obserwowanej przez nich plazmy w otoczeniu Ziemi nie pochodziła z otoczenia naszej planety. Materia pochodząca ze Słońca miesza się w otoczeniu Ziemi z lokalnie występującymi naładowanymi cząstkami. Taka interakcja sprzyja zrywaniu i ponownemu łączeniu linii pola magnetycznego, co tworzy charakterystyczne zygzaki. Mechanizm rekoneksji jest znany z fizyki plazmy i odpowiada za gwałtowne uwalnianie energii.
Zaobserwowane przez naukowców w otoczeniu Ziemi zjawisko przypomina struktury wielokrotnie obserwowane przez sondy badające źródło wiatru słonecznego. Otwarte linie pola wybiegają od Słońca w przestrzeń międzyplanetarną stanowiąc swoistą autostradę dla plazmy. Dla odmiany zamknięte linie tworzą swoiste pętle, które wznoszą się nad powierzchnię gwiazdy, aby ponownie na nią opaść. Gdy oba typy linii magnetycznych znajdują się blisko siebie, może dochodzić do ich pękania i łączenia się na nowo. To właśnie wtedy powstają swoiste esowate fale i pęknięcia.
W przypadku Ziemi rolę otwartych linii pełnią te fale, które napływają w nasze otoczenie ze Słońca wraz z wiatrem słonecznym. Zderzają się one z zamkniętymi pętlami ziemskiego pola magnetycznego. Według badaczy to na styku tych obszarów dochodzi do rekoneksji i powstania zygzaków w magnetosferze, rejestrowanych przez zestaw sond MMS.
Naukowcy podkreślają, że identyfikacja takich struktur w pobliżu Ziemi daje „nowe wskazówki” do badania podobnych zaburzeń na granicach różnych regionów plazmy. To pozwala analizować procesy zachodzące w zewnętrznych warstwach Słońca bez wysyłania instrumentów w najbardziej ekstremalne warunki.
Autorzy opracowania przekonują, że lepsze zrozumienie switchbacków może pomóc w dokładniejszym przewidywaniu, jak burze geomagnetyczne uderzają w ziemską magnetosferę i wpływają na środowisko kosmiczne wokół naszej planety.
