Аврори з’являються поблизу полюсів, коли матеріал Сонця взаємодіє з магнітним полем Землі. Кластер підтвердив, що взаємодія з магнітосферою Землі призводить до того, що потоки газу, що проходять більше 300 км / секунду (186 миль / секунду), врізаються в атмосферу, породжуючи світлове шоу, яке ми бачимо.
Місія ESA Cluster встановила, що високошвидкісні потоки електрифікованого газу, відомі як бурхливі об'ємні потоки, в магнітному полі Землі є переносниками вирішальної кількості маси, енергії та магнітного збурення на Землю під час магнітних підземних штормів. Коли виникають підводні бури, енергетичні частинки вражають нашу атмосферу, викликаючи сяйво полярних відростків.
Такі різнокольорові полярні походження регулярно освітлюють вищі широти в північній та південній півкулі. Вони викликані здебільшого енергетичними електронами, що скручуються вниз по лініях магнітного поля Землі і стикаються з атмосферними атомами на висоті близько 100 кілометрів. Ці електрони надходять з магнітотейла, області космосу на нічній стороні Землі, де вітер частинок Сонця штовхає магнітне поле Землі в довгий хвіст.
У центрі хвоста розташована більш щільна область, відома як плазмовий лист. Жорстокі зміни плазмового листа відомі як магнітні субстори. Вони тривають до пари годин і якось кидають на землю електрони та інші заряджені частинки. Крім прекрасного світлового шоу, підземні бурі також збуджують іоносферу Землі, порушуючи прийом GPS-сигналів та зв’язок між Землею та орбітами супутників.
Ключовим питанням щодо субтормів було визначення того, як вони перекидають матеріал на землю. Так звані "бурхливі об'ємні потоки" (BBFs), потоки газу, які рухаються із швидкістю понад 300 кілометрів в секунду через плазмовий лист, були виявлені в 1980-х роках і стали механізмом кандидата.
Спостереження свідчать про те, що ББФ були відносно невеликими і, як правило, тривали лише 10 хвилин, викликаючи сумніви щодо того, чи можуть ББФ відігравати головну роль у явищі магнітної бурі. Були також сумніви щодо того, чи відбулися ББФ для всіх надбудов.
Зараз ці сумніви оскаржуються статистичним дослідженням ВВЧ та магнітних надводів доктором Джинбіном Цао, ключовою лабораторією космічної погоди, CSSAR, Пекін, Китай разом з американськими та європейськими колегами.
Використовуючи спостереження за центральним плазмовим листом, зібраним трьома супутниками кластерної місії ESA протягом липня - жовтня 2001 та 2002 років, Цао та його колеги виявили 67 підводних штормів та 209 BBF. Коли вони використовували спостереження лише одного космічного корабля, вони виявили, що 78 відсотків підводних штормів супроводжується щонайменше одним BBF. Однак, за допомогою комбінованих спостережень трьох з чотирьох космічних кораблів кластеру, вони виявили, що 95,5 відсотка підводних бур супроводжується ВВС. «Вперше здається можливим, що всі субстанції супроводжуються BBF», - каже Као.
Ще одним ключовим результатом цієї роботи є те, що середня тривалість ВВФ перевищує попередньо оцінену. Поодинокі супутникові спостереження підтвердили минулі результати, що тривалість BBF становила близько 10 хвилин.
Однак, поєднуючи дані трьох космічних кораблів Кластера, спостереження виявляють середню тривалість майже вдвічі довше: 18 хвилин та 25 секунд. Таким чином, було виявлено, що дані про космічні кораблі, запропоновані Кластером, виявляють більше про магнітне середовище Землі, ніж дані, зібрані на одному космічному кораблі.
"Ці нові результати місії Cluster чітко показують, що багатоточкові спостереження є ключем до розуміння явища магнітної бурі", - говорить Філіпп Ескубет, науковець з кластерних проектів та подвійних зірок Європейського космічного агентства.
Оригінальне джерело: ESA News Release
