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足以影响全球所有电子设备的地球磁层中的带电粒子爆炸现象

时间:2023-01-03

美国国家航空航天局NASA的四颗轨道磁层多尺度MMS卫星终于在地球的夜晚侧高细节地记录了一簇,提供了关于在整个太阳系中搅动太空风的现象的重要信息

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地球上的保护性磁笼时不时地改变它的条纹,把爆炸性的带电粒子簇射到大气中。

美国国家航空航天局(NASA)的四颗轨道磁层多尺度(MMS)卫星终于在地球的夜晚侧高细节地记录了一簇,提供了关于在整个太阳系中搅动太空风的现象的重要信息。

研究者已经在2015年10月在磁层的太阳侧带上绘制了一个这样的事件的细节。

现在他们在我们地球上巨大的彗星形状的磁泡尾部看到了它。这给了他们一个全新的视角,揭示了高能电子射流以每秒15000公里(9300英里)以上的速度平滑地流动。

考虑到磁暴所带来的威胁,我们真的应该尽可能多地了解这些壮观的火山爆发。

“这是一个了不起的事件,”MMS使命的副首席调查员Roy Torbert说。

我们星球的表面被磁雨伞保护着,免受从太阳上溅出的高速电子和质子持续伤害。

这把伞状“织物”在沿着环形通道扫过粒子时充满能量地扭动和起伏,并最终返回太空。

这也是一件好事——那些高能粒子并不完全适合地球表面上的生命。这些粒子也会给精密的电子系统和电网造成混乱。并不是所有的粒子都停留在它们指定的磁通道中。例如,我们可以看到杂散粒子以极光的形式与大气相撞的影响。

有时磁场的蠕动通道在所谓的磁重联中重新配置,在能量粒子的简短爆炸中喷洒其内容。知道它们的发生是一回事。但是,观察一个高清晰度星云的出现,对于帮助我们完善关于它们如何不仅在地球之上发生,而且在整个宇宙中如何发生的想法有很大帮助。

毕竟,这些爆炸性事件是导致质子和电子爆发的原因,它们像巨型恒星水泡一样爆发,将带电粒子的高能风送出太阳系。这只是我们自己的太阳产生的效果。而外面的星系正在脉动各种各样的磁爆炸。

这很重要,因为我们对这些重连的了解越多,我们就越能够为地球周围或宇宙中任何地方的重连可能引发的极端事件做好准备。

MMS卫星的金字塔形结构环绕着我们的行星在一个宽广的环形轨道上,距离地球表面将近153000公里(95000英里)。

这主要是因为磁层并不是一个完全均匀的形状,在高海拔地区由于太阳自身的磁场和粒子流而扭曲,形成一条从行星的夜侧延伸出来的长尾巴。在其任务的前三年,MMS卫星收集了太阳侧磁层的信息。这里,当粒子碰撞到磁场中时,它们形成不同密度的区域,这使得重新连接线不均匀。

磁层的尾部是完全不同的故事。粒子流更加对称,为磁场连接的发生提供了新的视角。

托伯特说:“我们早就知道,它发生在两类对称中:不对称和对称,但这是我们第一次看到对称过程。”

对称过程似乎是太阳活动中混乱的冲浪的平静版本。这个过程看起来非常有效。任何湍流都不足以干扰能量耗散区周围电磁场中产生的电子速度分布的离散特征。

随着我们越来越依赖电子技术领域——无论是在地表还是高空飞行——我们将需要知道如何追踪那些高能量粒子从太阳到安全地超出地球轨道的区域。

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