Низкоэнергетичные частицы могут играть гораздо большую роль в магнитном пересоединении, чем считалось ранее, и влиять на космическую погоду вокруг Земли.
И Солнце, и Земля производят мощные магнитные поля, и их пересечение создает комплексную систему физических процессов, которая определяет космическую погоду вокруг нашей планеты.
Солнечный ветер – постоянный поток заряженных частиц (плазмы), излучаемый Солнцем, – сталкивается с магнитным полем Земли, подобно тому, как поток воды омывает камень в реке. Столкновение двух магнитных полей производит феномен, известный, как магнитное пересоединение, в котором силовые линии полей планеты и ее звезды сталкиваются вместе, приводя к различным возмущениям.
Процесс высвобождает потоки высоко-энергетической плазмы, и когда они сталкиваются с магнитным полем Земли, то могут создавать северное сияние и повреждать коммуникационные системы.
Ученые полагают, что плазма из магнитослоя – слабого в магнитном смысле слоя магнитосферы, где поле Земли соприкасается с исходящим солнечным ветром - основной двигатель магнитного пересоединения. Однако, новая публикация Li et al. показывает, что “холодная” плазма из ионосферы планеты может играть более важную роль, чем считалось до этого.
Разница между “горячей” и холодной плазмой - в их температуре. Исследователи знали какое-то время, что горячая плазма (в КэВном диапазоне) из ионосферы играет свою роль в пересоединении, но новое исследование показывает, что холодные ионы (те, что исходно всего-лишь в эВ диапазоне) тоже могут быть обнаружены вылетающими из потоков ионов, возникающих в результате пересоединения.
Наблюдение ведется квартетом спутников НАСА, которые называются “Магнитосферная Многомасштабная миссия”. Космические аппараты сконструированы для полетов в плотной формации – примерно на расстоянии 6.5 километров – и собирают данные о магнитном и плазменном окружении в космосе. Сенсоры на борту аппарата позволяют исследователям обнаружить потоки ионов и определить их происхождение.
1 ноября 2015 года, проходя через магнитопаузу Земли, спутники обнаружили высокую плотность холодной плазмы, исходящей из ионосферы в области пересоединения. Это значительное открытие, поскольку холодные ионы могут изменять физику в магнитосфере, влияя на скорость и структуру процесса пересоединения и, таким образом, внося свой вклад в то, как солнечный ветер влияет на нашу планету и ее окружение (Journal of Geophysical Research: Space Physics, https://doi.org/10.1002/2017JA024287, 2017).
Детали:
https://eos.org/research-spotlights/jets-of-ionospheric-cold-plasma-disc...
