Nieuwe technologie helpt om de dubbele mysteries van magnetische heraansluiting en de Aurora op te lossen

134th Knowledge Seekers Workshop Aug 25 2016

134th Knowledge Seekers Workshop Aug 25 2016
Anonim

Nieuwe elektronenafbeeldingstechnologie gaf wetenschappers van NASA nieuw inzicht in hoe de magnetische veldlijnen rond de aarde zichzelf reconstitueren, evenals de bron van zowel ruimteweer als de Aurora Borealis. Onderzoekers wisten eerder dat magnetische herverbinding plaatsvond, maar hadden nooit de middelen om het te meten, omdat ze apparatuur ontbeerden die in staat was om plasmareacties snel genoeg te meten om de interacties op de elektronenschaal te kunnen lezen. Ga naar Magnetospheric Multiscale van NASA, waar we de nieuwe gegevens aan te danken hebben. MMS omvat vier satellieten die zijn ontworpen om het soort snelle elektronenmetingen te maken dat nodig is om het herverbindingsgebied te meten.

Dr. James Burch van het Southwest Research Institute in San Antonio beschrijft het gebruik van MMS als kijken naar de elektronen met een microscoop in tegenstelling tot een telescoop. Het systeem is de eerste kans die we hebben gehad om gegevens zo snel en op zo'n microscopisch niveau te ontplooien.We weten nu dat elektronen versnellen door wat een bijna-magnetische nul wordt genoemd, en vervolgens een meanderend pad volgen vanuit de magnetosfeer, waar ze zich vermengen met deeltjes van het aardmagnetisch veld, terug naar buiten, waar ze zich vermengen met deeltjes van het magnetisch veld van de zon. Deze beweging vergemakkelijkt een elektrische stroom die de twee velden met elkaar verbindt.

Alles dat eerder werd gemeten, werd gemeten met deeltjesdetectoren of optisch - zoals het kijken naar zonnevlammen - maar hoe dan ook, alles wat tot nu toe gemeten was, was de bijwerkingen of reconnection, legt Burch uit. "Niemand heeft ooit de bron ervan gemeten. Nu hebben we alle computersimulaties ingehaald, we zijn hen voorgegaan. Het volgende dat we willen bestuderen, is: wat produceert dit elektroneveld?"

De MMS-gegevens zijn 11 jaar in de maak. Burch en zijn team werden in mei 2005 voor het project geselecteerd en het heeft de tussenliggende tijd geduurd om MMS te ontwerpen en te bouwen en te laten vliegen - het is een jaar geleden gelanceerd - en nu om de gegevens te analyseren. Het apparaat is uitsluitend gebouwd om magnetische heraansluiting te bestuderen.

De praktische implicaties voor ons hervonden vermogen om het fenomeen te bestuderen en te analyseren, zijn onbekend, maar ook veelbelovend. Omdat magnetische herverbinding verantwoordelijk is voor ruimteweer, zoals zonnevlammen en coronale massa-ejecties - plus, dichter bij huis, de Aurora Borealis - kan dit nieuwe inzicht ons helpen betere voorspellingen te doen. Dat is niet noodzakelijkerwijs het doel van de volgende missie van MMS volgend jaar, die de staart van de magnetosfeer zal bestuderen waar de veldlijnen die verbinding maken met de "dag" -zijde moeten worden verbroken naar de "nacht" -kant, maar de verzamelde gegevens zullen vrijwel zeker helpen.

Het heeft ook het potentieel om op een dag de energiecrisis permanent op te lossen. Hoe meer we begrijpen over magnetische herverbinding, hoe dichter we bij het begrip van magnetische opsluiting komen. (Geen koude fusie - dit is een afzonderlijk onderzoeksgebied. Plus, zei Burch streng, "koude fusie bestaat niet.")

Op dit moment zijn er grote machines die fusie van magnetische opsluiting bestuderen, in een poging om plasma warmte te beperken, zei Burch. "Ze kunnen het plasma beperken, het is wanneer ze het opwarmen dat de verbinding tot stand komt en dan kan het ontsnappen, het is niet meer beperkt. Maar als ze het kunnen doen, is het een lange poging, maar … we bestuderen het zeker."