利用欧空局集群和集群任务收集的信息,结合地面测量,科学家们首次证实了被奇怪命名的磁尾突发整体流(BBF)。 )与地球表面附近磁场的突然变化直接相关,这可能会导致管道和电力线的损坏。
磁层是一个水滴状的空间区域,白天距地球约65,000 公里,夜间延伸至超过600 万公里。它是通过地球磁场和来自太阳的超音速风之间的相互作用而形成的。
这些相互作用是非常动态的,由复杂的磁场配置和电流系统组成。某些太阳条件(称为太空天气)可以通过驱动系统周围的高能粒子和电流来破坏磁层,有时会破坏天基硬件、地面通信网络和电力系统。
Cluster任务由四颗以四面体形式飞行的卫星组成,旨在收集有关近地空间小规模变化以及太阳风带电粒子与地球磁层之间相互作用的最详细数据。四颗卫星在距地面10万公里的椭圆轨道上绕地球运行,自2000年以来持续监测地球磁环境的变化。
欧空局的三颗Swarm 卫星于2013 年发射,轨道距离地球较近,主要用于了解磁场是如何产生的,对地核、地幔、地壳和海洋以及电离层和磁层中的磁信号进行精确测量。不过,“群”也引发了人们对太空天气的新认识。
这两项任务是欧空局太阳物理观测站的一部分,它们的互补性为科学家提供了深入研究地球磁层并更多地了解太空天气风险的独特机会。
在发表于《地球物理研究快报》 的论文中,科学家们描述了他们如何使用Cluster 和Swarm 的数据以及地面仪器的测量结果来研究太阳风暴和内磁层中的爆发流。地球磁场的扰动会在地球表面及其下方驱动“地磁感应电流”。
该理论认为,驱动地磁感应电流的地磁场的强烈变化与沿磁场方向流动的电流有关。这些电流是由磁尾中爆炸性的整体流动驱动的,其速度通常超过每秒150 公里。离子的快速爆发。这些电流沿磁场方向将电离层和磁层连接在一起,并穿过星团和星团的位置。到目前为止,这一理论尚未得到证实。
“我们以2015 年太阳风暴为例,”英国卢瑟福阿普尔顿实验室的马尔科姆邓洛普解释道。 “来自Cluster 的数据使我们能够检查突发事件。大量粒子流(磁尾中的粒子爆发)有助于在地磁活动期间向地球进行大规模物质对流,并与Swarm 的数据显示,被称为极光流的北极光,在靠近地球的地方存在相应的大扰动,与包含这些流的外部区域的连接场有关。
他继续说:“结合地球表面的其他测量结果,我们能够确认地球附近的强磁场扰动与爆炸性全球流到达更远的太空磁尾有关。”