Jordens magnetosfär

En jättelik bubbla av magnetism, som kallas magnetosfären, omsluter vår planet och skyddar oss från solens vrede. Den avleder det mesta av det solmaterial som sveper mot oss från vår stjärna med 1 miljon kilometer i timmen eller mer. Utan magnetosfären skulle den obevekliga effekten av dessa solpartiklar kunna ta bort jordens skyddande skikt som skyddar oss från solens ultravioletta strålning. Det är uppenbart att denna magnetbubbla var avgörande för att hjälpa jorden att utvecklas till en beboelig planet.

Växla jorden mot Mars – en planet som förlorade sin magnetosfär för cirka 4,2 miljarder år sedan. Solvinden tros ha tagit bort det mesta av Mars atmosfär, möjligen efter att den röda planetens magnetfält upplösts. Detta har lett till att Mars är den kala, karga värld som vi ser i dag genom ögonen på NASA:s rymdfarkoster och rovers. Jordens magnetosfär verkar däremot ha hållit vår atmosfär skyddad.

Eftyhia Zesta från Geospace Physics Laboratory vid NASA:s Goddard Space Flight Center påpekar: ”Om det inte fanns något magnetfält skulle vi kanske ha en mycket annorlunda atmosfär kvar, utan liv som vi känner till det.”

En förståelse för vår magnetosfär är en nyckelfaktor för att hjälpa forskarna att en dag kunna förutsäga rymdväder som kan påverka jordens teknik. Extrema rymdväderhändelser kan störa kommunikationsnätverk, GPS-navigering och elnät.

Magnetsfären är en genomsläpplig sköld. Solvinden kommer med jämna mellanrum att ansluta sig till magnetosfären och tvinga den att konfigureras om. Detta kan skapa en spricka som gör att energi kan strömma in i vår trygga tillflyktsort. Dessa sprickor öppnas och stängs många gånger dagligen eller till och med många gånger i timmen. De flesta av dem är små och kortvariga, andra är stora och långvariga. När solens magnetfält ansluter sig till jordens på detta sätt börjar fyrverkerierna.

Zesta säger: ”Jordens magnetosfär absorberar den inkommande energin från solvinden och släpper explosionsartat ut den energin i form av geomagnetiska stormar och substormar.”

Hur sker detta? Magnetiska kraftlinjer konvergerar och omformas, vilket resulterar i att magnetisk energi och laddade partiklar flyger iväg i höga hastigheter. Forskare har försökt ta reda på varför detta korsande av magnetiska fältlinjer – så kallad magnetisk återkoppling – utlöser en så våldsam explosion som öppnar sprickor i magnetosfären.

NASA:s Magnetospheric Multiscale Mission, eller MMS, lanserades i mars 2015 för att för första gången observera elektronfysiken i magnetisk återkoppling. De fyra MMS-rymdfarkosterna, som är utrustade med detektorer för energipartiklar och magnetiska sensorer, flög i nära formation till områden på framsidan av jordens magnetosfär där magnetisk återkoppling sker. MMS har sedan dess bedrivit en liknande jakt i magnetosfärens svans.

MMS kompletterar uppdrag från NASA och partnerorganisationer, såsom THEMIS, Cluster och Geotail, och bidrar med kritiska nya detaljer till den pågående studien av jordens magnetosfär. Tillsammans bidrar data från dessa undersökningar inte bara till att avslöja den grundläggande fysiken i rymden, utan också till att förbättra prognoserna för rymdväder.