磁体多尺度任务设置为研究地球附近的磁重联

地球附近的磁性重新连接

太阳耀斑 - 例如2012年7月12日由美国国家航空航天局的SDO捕获的那个,由称为磁重新连接的现象发起。图片学分:NASA / SDO

MMS任务设置为探索磁影鼻子的磁重新连接,提供了这个过程的第一个三维视图,因为它正在发生和前所未有的信息,以帮助科学家更好地理解将其设置为OFF以及它的影响地球附近的原因。

The Magnetospheric Multiscale, or MMS, mission is scheduled to launch into space on March 12, 2015. The mission consists of four spacecraft to observe a phenomenon called magnetic reconnection — which doesn’t happen naturally on Earth all that often, but is a regular occurrence in space. At the heart of magnetic reconnection is a fundamental physics process in which magnetic field lines come together and explosively realign, often sending the particles in the area flying off near the speed of light.

这个过程可能听起来有点摘要,但它是空间中一些非常具体的事件的核心。例如,在2012年7月12日发生的太阳上发生的巨型爆炸,几天后造成丰富多彩的极光和空间天气。磁性重新连接沿途催化了许多事件。

这一切都在下午12:11开始EDT于2012年7月12日,当太阳气氛中的磁性重新连接时,电晕带来了太阳耀斑。科学家们尚不知道迄今为止这些巨大的光和X射线的爆炸之一,但他们知道磁性重新连接 - 在太阳的复杂和强烈磁场区域发起 - 最终是负责任的。

诸如喇叭形的太阳爆发通常与不同类型的爆炸结合发生,这也是被称为冠状大量喷射或CME的重新连接的结果。CMES是太阳能材料的巨大云,足以迅速爆发,以实现逃避速度并缩小到太空中。

科学家观看太阳爆发事件

太阳爆发事件由磁性重建引起的太阳能导致太阳能材料的巨大喷射,称为冠状大规模喷射。这是由联合ESA / NASA太阳能和光星天文台观察到的,在2012年7月朝地球传播的空间。图像信用:ESA&NASA / SOHO

于7月12日,CME从太阳中加速,初始速度为每秒850英里,直接向地球向地,可以在通过型号的模型创建的CME模拟中看到,通过社区协调,可以看出。建模中心美国宇航局在马里兰州Greenbelt的戈达德太空飞行中心。

NASA的高级成分资源管理器显示磁场如何对齐

NASA的高级成分资源管理器的数据图显示了磁场在地球外保护磁气泡沫外,磁性影像是如何对齐的。低于零时,由于它是2012年7月15日至15日,该图表表示磁性重新连接和空间天气增加的潜力。图像信用:NASA / ACE

CME中的材料由非常热的带电粒子制成,也称为等离子体。该等离子体沿着乘坐嵌入磁场。2012年7月14日在下午2点左右。在旅行后换货两天后,那些磁场线与自然围绕地球的磁场相撞,巨型泡沫称为磁极,在那里它很快就经历了另一个磁性重新连接。

磁极圈的场线自然地从地球南部磁极到北极点。有时,CME内的磁场线在相同的方向上指向,碰撞是一个合理的温和:来自CME的太阳能材料被拒绝,并且磁极层本身并不感觉很大。

但这不是这个cme的情况。The magnetic field lines in the plasma were pointed in the opposite direction of the field’s lines around Earth – as can be seen in this graph from NASA’s Advanced Composition Explorer, or ACE, which sits 1 million miles closer to the sun than Earth, just outside our magnetosphere. This type of graph from ACE shows just how much of a north/south magnetic field component is present at any given time. Above the midline, the graph shows magnetic fields that point north like Earth’s do; below the midline indicates magnetic fields that point south. Note, in this case, the extended period of strong southward magnetic field on July 15 and 16. Over and over during this time period, whenever the CME’s oppositely directed magnetic fields collided with Earth’s magnetospheric lines, magnetic reconnection occurred right at the boundary of the magnetosphere.

enlil模型显示CME如何工作

看起来好像从太阳的顶部俯视,这个模型 - 叫做油型模型 - 展示了从太阳到2012年7月12日至15日从太阳行驶的冠状大众射血或CME。作为CME的磁性重构事件发生到达地球设立了近地球空间的空间天气。图片信用:NASA / GODDARD / CCMC / BRIDGMAN

在此期间,在重复磁重新连接期间,太阳能材料的浪涌突破了磁层,放大到近地球空间。在这种磁极的可视化中,您可以看到磁性影像石的前部的磁场线如何,剥离像洋葱的层一样。随着更多的线路被剥离,在磁极的尾端,磁靶尾部倾倒了更多的能量,从而引起了所谓的地磁风暴。


2012年7月15日至16日地球磁层的可视化表明,到达冠状物体射入或CME,从太阳造成磁层的磁性重建是多么磁性重构如何造成地磁风暴。图片信用:NASA / CCMC / BRIDGMAN

这种可视化显示了CME通过后的磁层变得多么兴奋。这种空间天气事件可以压缩磁极的前部,因此卫星留在磁性层外的更严苛的辐射。磁场改变还可以启动流过地球上的网格线的电流,具有损坏变压器和破坏公用电网的潜力。

在可视化中,您还可以看到在磁轨道的地球右侧连接和重新调整的现场线。随着磁靶越来越不稳定,我们看到磁重新连接的其他示例。重新连接事件将粒子射出尾部,也朝向地球,它们与大气中的颗粒相撞以产生极光。这张图片显示了2012年7月15日在密苏里州发生的红色紫色极光。

奥罗拉的图像

2012年7月15日凌晨,在奥尔巴尼看到的奥尔罗拉,密苏里州的磁性重新连接的效果呈现出色。图像信用:由丹布什提供

MMS的轨道将通过磁层鼻子的磁性重新连接多一年,然后通过磁轨道的磁重新连接的区域切换到飞行。MMS将为我们提供我们在发生这种过程的第一个三维视图,这将提供前所未有的信息,以帮助科学家更好地了解它的内容以及它在地球附近产生了什么影响。Groups like NASA’s Community Coordinated Modeling Center can then take that information to improve models such as those seen here, which can be used by NOAA’s Space Weather Prediction Center — the U.S. government’s official source for space weather forecasts, alerts, watches and warnings – uses to forecast space weather.

MMS是第四届美国宇航局太阳能陆地探测计划任务。美国宇航局戈达德建造,集成,并测试了四个彩信宇宙飞船,负责整体任务管理和使命运营。德克萨斯州圣安东尼奥的西南研究所领导仪器套件科学团队。科学运营规划和仪器命令序列开发将在科罗拉多大学的MMS科学运营中心进行巨石大气和空间物理学实验室的MMS科学运营中心。

是第一个评论“磁体多尺度任务”靠近地球上的磁重构

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