Solstormar utplånar elektroner i jordens strålningsbälten (video)


Alltmedan solen närmar sig sitt maximum 2013, har nytt ljus spridits kring effekten av solens aktivitet på jordens magnetfält, enligt en ny studie som publicerades i tidskriften Nature Physics den 29 januari.

Astronomer på California-Los Angeles universitet (UCLA) har upptäckt att merparten av elektronerna i jordens yttre strålningsbälte försvinner i början av en geomagnetisk storm, för att sedan dyka upp igen några timmar senare. Detta område runt jorden är fullt av elektroner med hög energi som färdas nästan i ljusets hastighet.

”Det är en förbryllande effekt”, säger Vassilis Angelopoulos, en av författarna, i ett pressmeddelande. ”Haven på jorden tappar inte plötsligt det mesta av sitt vatten, men strålningsbälten fulla av elektroner kan snabbt tömmas.”

Mysteriet uppmärksammades första gången av forskare på 1960-talet och utforskades av teamet med användning av data som samlats in av en flotta med rymdfärjor, däribland NASA:s farkost THEMIS (Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms).

”Det vi studerar var den första upptäckten under rymdåldern”, säger Yuri Shprits, en annan av författarna, i pressmeddelandet. ”Folk insåg att raketuppskjutningar inte bara blev nyheter, utan också kunde göra helt oväntade vetenskapliga upptäckter.

En studie 2006 visade att elektroner kunde förloras till det interplanetära mediet. Den nya forskningen visar emellertid att en del av elektronerna faller in i vår atmosfär, men att de flesta knuffas bort från jorden när partiklar från solvinden från geomagnetiska stormar börjar bombardera strålningsbältet.

”Detta är en viktig milstolpe i förståelsen av jordens omgivning i rymden”, säger studiens huvudförfattare Drew Turner i pressmeddelandet. ”Vi är ett steg närmare att kunna förstå och förutspå fenomenet rymdväder.”

När solen genomgår händelser som koronamassutkastingar träffar starkt laddade partiklar jordens magnetfält, vilket orsakar geomagnetiska stormar som kan skada satelliter som behövs för övervakning av vädret, kommunikationer och GPS. Att förstå effekten av solaktiviteten på jordens strålningsbälten kan hjälpa till att skydda dessa satelliter och astronauter som färdas genom bältena och som löper stor risk vid sådan strålning.

”De flesta satelliter är utformade med någon nivå av strålningsskydd, men de flesta rymdingenjörer måste lita till approximeringar och statistik eftersom de saknar den data som behövs för att modellera och förutsäga beteendet hos starkt laddade elektroner i det yttre strålningsbältet”, säger Turner.

”Vårt samhälle har blivit otroligt beroende av rymdbaserad teknologi”, sammanfattade han. ”Att förstå den här populationen av högenergielektroner och dess extrema variationer kommer att hjälpa till att skapa mer precisa modeller för att förutsäga effekten av geomagnetiska stormar på strålningsbältena.”

Forskare på UCLA arbetar nu tillsammans med forskare på Moscow State universitet i Ryssland med hjälp av rymdskeppet Lomonosov, som man planerar att skjuta upp till våren, för att mäta de här högenergielektronerna med större precision.

Översatt från engelska.