Οι αύρες εμφανίζονται κοντά στους πόλους όταν υλικό από τον Ήλιο αλληλεπιδρά με το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ο Cluster επιβεβαίωσε ότι οι αλληλεπιδράσεις με τη μαγνητόσφαιρα της Γης προκαλούν ροές αερίου που ταξιδεύουν περισσότερο από 300 km / sec (186 μίλια / δευτερόλεπτο) για να συντρίψουν την ατμόσφαιρα, δημιουργώντας την εκπομπή φωτός που βλέπουμε.
Η αποστολή Cluster της ESA έχει αποδείξει ότι οι ροές υψηλής ταχύτητας του ηλεκτρισμένου αερίου, γνωστές ως εκρηκτικές ροές, στο μαγνητικό πεδίο της Γης είναι οι φορείς καθοριστικής ποσότητας μάζας, ενέργειας και μαγνητικής διαταραχής προς τη Γη κατά τη διάρκεια μαγνητικών καταιγίδων. Όταν εμφανίζονται καταιγίδες, ενεργητικά σωματίδια χτυπούν την ατμόσφαιρά μας, προκαλώντας τη λάμψη των αύρων.
Τέτοιες πολύχρωμες αύρες ανάβουν τακτικά τα υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη στο βόρειο και νότιο ημισφαίριο. Προκαλούνται κυρίως από ενεργητικά ηλεκτρόνια που περιστρέφονται κάτω από τις γραμμές μαγνητικού πεδίου της Γης και συγκρούονται με ατμοσφαιρικά άτομα σε ύψος περίπου 100 χιλιομέτρων. Αυτά τα ηλεκτρόνια προέρχονται από τη μαγνητοταινία, μια περιοχή του διαστήματος στη νύχτα της Γης, όπου ο άνεμος των σωματιδίων του Ήλιου ωθεί το μαγνητικό πεδίο της Γης σε μια μακριά ουρά.
Στο κέντρο της ουράς βρίσκεται μια πυκνότερη περιοχή που είναι γνωστή ως πλασμικό φύλλο. Οι βίαιες αλλαγές του φύλλου πλασμάτων είναι γνωστές ως μαγνητικές υποκαταστάσεις. Διαρκούν έως και μερικές ώρες και κατά κάποιο τρόπο εκτοξεύουν ηλεκτρόνια και άλλα φορτισμένα σωματίδια προς τα κάτω. Εκτός από την όμορφη έκθεση φωτός, οι καταιγίδες διεγείρουν επίσης την ιονόσφαιρα της Γης, διαταράσσοντας τη λήψη σημάτων GPS και επικοινωνιών μεταξύ της Γης και των δορυφόρων σε τροχιά.
Ένα βασικό ζήτημα σχετικά με τις καταιγίδες ήταν ο προσδιορισμός του τρόπου με τον οποίο πετούν το υλικό προς τα κάτω. Οι λεγόμενες «Bursty Bulk Flows» (BBFs), ροές αερίου που ταξιδεύουν με ταχύτητα άνω των 300 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο μέσω του πλαστικού φύλλου, ανακαλύφθηκαν τη δεκαετία του 1980 και έγιναν υποψήφιοι μηχανισμοί.
Οι παρατηρήσεις έδειξαν ότι τα BBFs ήταν σχετικά μικρά και συνήθως διήρκεσαν μόνο 10 λεπτά, προκαλώντας αμφιβολίες για το κατά πόσον τα BBFs θα μπορούσαν να διαδραματίσουν σημαντικό ρόλο στο φαινόμενο μαγνητικής καύσης. Υπήρχε επίσης αμφιβολία ως προς το αν έλαβαν χώρα BBF για όλες τις καπνοδόχους.
Τώρα αυτές οι αμφιβολίες αμφισβητούνται από μια στατιστική μελέτη BBF και μαγνητικών καταιγίδων από τον Δρ Jinbin Cao, Key Laboratory of Space Weather, CSSAR, Beijing, China, μαζί με Αμερικανούς και Ευρωπαίους συναδέλφους.
Χρησιμοποιώντας τις παρατηρήσεις του κεντρικού πλασμικού φύλλου που συλλέχθηκαν από τρεις δορυφόρους της αποστολής Cluster της ESA τον Ιούλιο - Οκτώβριο του 2001 και 2002, ο Cao και οι συνεργάτες του βρήκαν 67 υποστυλώματα και 209 BBF. Όταν χρησιμοποίησαν τις παρατηρήσεις μόνο ενός διαστημικού σκάφους, διαπίστωσαν ότι το 78 τοις εκατό των καταιγίδων συνοδεύονται από τουλάχιστον ένα BBF. Ωστόσο, με συνδυασμένες παρατηρήσεις από τρία από τα τέσσερα διαστημόπλοια Cluster, ανακάλυψαν ότι το 95,5 τοις εκατό των καταιγίδων συνοδεύονται από BBFs. «Για πρώτη φορά, φαίνεται πιθανό ότι όλες οι καταιγίδες συνοδεύονται από BBF», λέει ο Cao.
Ένα άλλο βασικό αποτέλεσμα αυτής της εργασίας είναι ότι η μέση διάρκεια BBF είναι μεγαλύτερη από την προηγούμενη εκτίμηση. Μεμονωμένες δορυφορικές παρατηρήσεις επιβεβαίωσαν προηγούμενα αποτελέσματα ότι η διάρκεια του BBF ήταν περίπου 10 λεπτά.
Ωστόσο, συνδυάζοντας τα δεδομένα από τρία διαστημόπλοια Cluster, οι παρατηρήσεις αποκαλύπτουν μια μέση διάρκεια σχεδόν δύο φορές μεγαλύτερη: 18 λεπτά και 25 δευτερόλεπτα. Έτσι, πάλι, τα πολλαπλά δεδομένα διαστημικών σκαφών που προσφέρθηκαν από τον Cluster βρέθηκαν να αποκαλύπτουν περισσότερα για το μαγνητικό περιβάλλον της Γης από τα δεδομένα που συλλέγονται από ένα διαστημικό σκάφος.
«Αυτά τα νέα αποτελέσματα της αποστολής Cluster δείχνουν ξεκάθαρα ότι οι παρατηρήσεις πολλαπλών σημείων είναι το κλειδί για την κατανόηση του φαινομένου των μαγνητικών καταιγίδων», λέει ο Philippe Escoubet, Επιστήμονας του Cluster and Double Star Project της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος.
Πρωτότυπη πηγή: Δελτίο ειδήσεων ESA
