New Tech hjälper till att lösa de dubbla mysterierna av magnetisk återkoppling och Aurora

Ny elektronisk bildteknik gav bara NASA-forskare ny inblick i hur magnetfältets linjer runt jorden rekonstruerar sig, såväl som källan till både rymdväder och Aurora Borealis. Forskare visste tidigare att magnetisk återkoppling ägde rum men hade aldrig sätt att mäta det eftersom de saknade utrustning som kunde mäta plasmakoncentrationer tillräckligt snabbt för att läsa om interaktioner som ägt rum på elektronskalan. Skriv in NASAs Magnetospheric Multiscale, som vi är skyldiga till de nya uppgifterna. MMS omfattar fyra satelliter som är utformade för att göra den typ av snabba elektronmätningar som krävs för att sondra återanslutningsområdet.

Dr James Burch från Southwest Research Institute i San Antonio beskriver att använda MMS när man tittar på elektronerna med ett mikroskop i motsats till ett teleskop. Systemet representerar den första chansen vi har haft för att mäta data som utvecklas så snabbt och på en sådan mikroskopisk nivå.Vi vet nu att elektroner accelererar genom det som kallas nära magnetiskt noll, följ sedan en meanderande väg inifrån magnetosfären, där de blandas med partiklar från jordens magnetfält, för att återvända utanför det, där de blandas med partiklar från solens magnetfält. Denna rörelse underlättar en elektrisk ström som förbinder de två fälten.

Allt som mättes tidigare mättes antingen med partikeldetektorer eller optiskt som att titta på solfläckar - men hur som helst mättes alla som hittills var effekter av återkoppling, förklarar Burch. "Ingen har någonsin mätt källan till den. Nu har vi tagit upp alla datorsimuleringar, vi har flyttat framför dem. Nästa sak vi vill studera är, vad producerar detta elektronfält?"

MMS-uppgifterna har varit 11 år i arbetet. Burch och hans team valdes ut för projektet i maj 2005, och det har tagits mellan tiden att designa och bygga och flyga MMS - det lanserades för ett år sedan - och nu för att analysera data. Enheten var byggd för det enda syftet att studera magnetisk återkoppling.

De praktiska konsekvenserna för vår nyfunna förmåga att studera och analysera fenomenet är okända, men också mycket lovande. Eftersom magnetisk återanslutning är ansvarig för rymdväder, som solstrålar och koronalmassutsläpp - plus närmare hemma, Aurora Borealis - kan den här insikten hjälpa oss att få bättre prognoser. Det är inte nödvändigtvis målet med MMS: s kommande uppdrag nästa år, vilket kommer att studera magnetosfärens svans där fältlinjerna som kopplar till "dag" -sidan måste kopplas till "natt" -sidan, men de samlade uppgifterna kommer nästan säkert att hjälpa.

Det har också potential att en dag lösa energikrisen permanent. Ju mer vi förstår om magnetisk återanslutning, desto närmare kommer vi att förstå magnetisk infångningsfusion. (Inte kall fusion - det här är ett separat forskningsområde. Dessutom sade Burch strängt att "kall fusion inte existerar.")

Just nu finns det stora maskiner som studerar magnetisk infångningsfusion, försöker begränsa plasma värme, sade Burch. "De kan begränsa plasman, det är när de värmer upp det som återanslutningen sätter in och då kan det fly, det är inte längre begränsat. Men om de kan göra det är det ett långt skott men … vi studerar definitivt."