Explosiva händelser i magnetosfären: Undersökning av ovanlig substorm i jordens magnetosvans

Illustrationen visar magnetiska fältlinjer runt jorden som återförenas i magnetotailen, vanligtvis ett av de första tecknen på en substorm. Ett internt finansierat projekt vid Southwest Research Institute undersöker substorms natur, specifikt en händelse 2017 då återförbindelsen verkade ske utan att inducera en substorm. Kredit: NASA/Goddard Space Flight Center-Conceptual Image Lab

Genom att använda data från NASA:s MMS-mission undersöker SwRI ovanliga substorm-händelser i jordens magnetotail för att bättre förstå magnetisk återförbindelse och dess effekter på den globala magnetosfären.

Southwest Research Institute (SwRI) undersöker en ovanlig händelse i jordens magnetotail, den förlängda förlängningen av planetens magnetosfär i riktning bort från solen. SwRI-forskare undersöker substorms natur, kortvariga störningar i magnetotailen som släpper ut energi och ofta orsakar auroraer, med hjälp av data från NASA:s Magnetospheric Multiscale (MMS) mission.

Sedan de lanserades 2015 har MMS-rymdfarkosterna undersökt magnetopauser, gränsen mellan magnetosfären och det omgivande plasmat, för tecken på magnetisk återanslutning, vilket sker när magnetiska fältlinjer konvergerar, bryts isär, och återansluter, explosivt omvandlar magnetisk energi till värme och kinetisk energi. 2017 observerade MMS tecken på magnetisk återförbindelse i magnetotailen men inte de normala tecknen på en substorm som följer med återförbindning, såsom starka elektriska strömmar och störningar i det magnetiska fältet.

Illustration av de fyra MMS-rymdskeppen i omlopp i jordens magnetfält. Kredit: NASA

"Vi vill se hur den lokala fysiken som observerats av MMS påverkar hela den globala magnetosfären," sa SwRI:s Dr. Andy Marshall, en postdoktoral forskare. "Genom att jämföra den händelsen med mer typiska substormar strävar vi efter att förbättra vår förståelse av vad som orsakar en substorm och förhållandet mellan substormar och återanslutning."

Under det ettåriga projeket kommer SwRI att jämföra in situ MMS-mätningar av återförbindning som påverkar lokala fält och partiklar med globala magnetosfärrekonstruktioner skapade av Community Coordinated Modeling Center vid NASA:s Goddard Space Flight Center med hjälp av University of Michigans Space Weather Modeling Framework.

"Det är möjligt att det finns betydande skillnader mellan de globala konvektionsmönstren för magnetotail vid substormar och icke-substorm tail-återförbindelse," sa Marshall. "Vi har inte tittat på rörelsen av de magnetiska fältlinjerna på en global skala, så det kan vara så att denna ovanliga substorm var en mycket lokaliserad händelse som MMS råkade observera. Om inte, skulle det kunna omforma vår förståelse av förhållandet mellan tail-side återförbindelse och substormar."

MMS är den fjärde NASA Solar Terrestrial Probes Program mission. Goddard Space Flight Center byggde, integrerade och testade de fyra MMS-rymdfarkosterna och är ansvarig för övergripande uppdragsledning och uppdragstjänster. Den huvudsakliga utredaren för MMS-instrumentuppsättnings vetenskapsteamet är baserat på SwRI i San Antonio. Vetenskapsoperationers planering och instrumentkommandon utförs på MMS Science Operations Center vid University of Colorado's Laboratory for Atmospheric and Space Physics i Boulder.