Ученые изучают околоземную среду большую часть века, но многие загадки, например, откуда берутся энергетические частицы, которые пронизывают эту область и получают энергию, все еще остаются. В новом совместном исследовании ученые объединили данные с 16 отдельных космических аппаратов НАСА и Лос-Аламосской национальной лаборатории (LANL), чтобы понять, как происходит явление частиц в магнитной среде вокруг Земли. Эти события, называемые суббурями, могут вызвать полярные сияния, нарушить связь GPS и, в случае их наибольшей интенсивности, повредить электрические сети.
Чтобы получить глобальную картину, ученые использовали данные четырех отдельных миссий НАСА - многомасштабной магнитосферной миссии, миссии Van Allen Probes, Geotail и временной истории событий и макромасштабных взаимодействий во время миссии Substorms - плюс LANL- космический аппарат ГЕО. Это исследование демонстрирует, как гелиофизические миссии НАСА - гелиофизика, изучающая природу заряженных частиц и энергии в космосе, а также то, как на них влияет Солнце, - могут работать вместе.
Ученые выбрали событие во время спокойного периода в околоземной космической среде, которое, как они полагали, обеспечит простой случай, который будет легко смоделировать. То, что они обнаружили, доказало обратное.
«Даже для этого небольшого мероприятия оно чрезвычайно сложно», - сказал Дрю Тернер, научный сотрудник Аэрокосмической корпорации в Эль-Сегундо, Калифорния. «Это показывает, что у нас еще нет хорошей глобальной картины того, что происходит во время небольших суббурь, не говоря уже о больших бурях».
Данные из каждой отдельной миссии могут предоставить только моментальный снимок того, как выглядит окружающая среда в определенном месте и в определенное время. Хотя это позволяет ученым детально понять некоторые явления космической плазмы, сложно получить исчерпывающую картину того, откуда взялись частицы и куда они направляются. Однако, объединив наборы данных с космических аппаратов, расположенных в местах, разбросанных по всей Земле, Тернер и его команда смогли ответить на общие вопросы о движении частиц.
«Каждый космический корабль играет уникальную роль, - сказал Тернер. «По мере того, как мы продвигаемся вперед и продолжаем формировать будущее физики магнитосферы, глобальная картина суббурь и других важных явлений будет проясняться по мере развертывания большего количества космических аппаратов с использованием инновационных орбитальных конфигураций и приборов».
В дополнение к получению представления о том, насколько сложной может быть система, результаты также помогли исследователям узнать о структуре суббури.
«Мы часто считаем суббури «строительными блоками» взаимодействия солнечного ветра и магнитосферы - фундаментального элемента», - сказал Дэвид Сибек, ученый проекта THEMIS и ученый миссии Van Allen Probes в Центре космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелт, Мэриленд. «Это одна из причин, по которой мы их изучаем."
Исследователи, используя наземные магнитометры, обнаружили характерный признак так называемого клина суббуревого тока - одну из основных особенностей классической суббури. Этот результат в сочетании с данными космического корабля показал, что активность вокруг Земли продолжается более часа, что приводит к формированию клина - процессу, который в прошлом горячо обсуждался. Их результаты были опубликованы в Журнале геофизических исследований.
Тернер и его команда уже изучают другие события, чтобы убедиться, что то, что они обнаружили в первом событии, типично для суббурь. Теперь, когда одна из миссий - Magneotspheric Multiscale - находится на новой орбите, которая уводит ее от Земли, команда ожидает, что сможет увидеть точку происхождения событий и, надеюсь, получить полную картину от начала до конца. события substom.
Четыре миссии НАСА, использованные в этом исследовании, являются частью флота миссий НАСА по гелиофизике в рамках программ НАСА «Солнечно-земные зонды», «Жизнь со звездой» и «Исследователи», целью которых является понимание фундаментальных вопросов физики плазмы и динамики Земли-Солнца. среда, в которой мы живем.