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磁体多尺度任务设置为研究地球附近的磁重联

2021-06-17 12:50:19来源:

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。图像

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。

MultiScally MultiScale或MMS,使命计划于2015年3月12日发射到太空。特派团由四个航天器组成,观察一个叫做磁性重构的现象 - 这通常不会自然地发生在地球上,但是太空中的正常发生。在磁性重新连接的核心是一个基本的物理过程,其中磁场线汇集在一起​​,爆炸地重新设计,通常将粒子送到光线速度附近的区域中飞出。

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。

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太阳能和幽灵手术室观测所观察到的,2012年7月在地球上朝着地球传播。图像

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。美国国家航空航天局的戈达德太空飞行中心的建模中心在马里兰州Greenbelt。

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

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的太阳能材料倒退,磁影层本身效果不大。

但这不是这个cme的情况。等离子体中的磁场线在地球周围的田地线的相反方向上指向 - 从美国国家航空航天局的先进组成探险家或ACE中可以看出,它可以在距离地球上靠近阳光的1百万英里,而不是我们的磁圈。来自ACE的这种类型的图表显示了在任何给定时间存在的北/南磁场分量的数量。在中线之上,图表显示了北方地球的磁场的磁场;在中线下方表示指向南方的磁场。注意,在这种情况下,7月15日和16日强大的向南磁场延长。在此期间一遍又一遍地,每当CME与地球磁体线碰撞的相反指导的磁场时,磁性层边界处发生磁重新连接。

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入或CME。随着CME到达地球的磁性重新连接事件发生了近地球空间的空间天气。图像

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。图像

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。

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

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。然后,像美国国家航空航天局的社区协调建模中心一样可以采取这些信息,以改善这里看到的模型,可以由Noaa的空间天气预报中心 - 美国政府的空间天气预报,警报,手表和警告的官方来源 - 用于预测空间天气。

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。