Milliardekspedisjon har målt fenomenet bak romvær

Slik ser en illustratør for seg at solvindene presser jordas magnetosfære sammen på solsiden og trekker den ut i en lang hale på skyggesiden.
Slik ser en illustratør for seg at solvindene presser jordas magnetosfære sammen på solsiden og trekker den ut i en lang hale på skyggesiden. Foto: (Illustrasjon: NASA) / forskning.no

For første gang er det målt nøyaktig hva som foregår i de kolossale eksplosjonene i jordas magnetiske hale. I et NASA-finansiert milliardprosjekt har fire satellitter patruljert klodens skyggeside på jakt etter store smell.

(Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen)

Når kraftige solvinder hamrer løs på jordas beskyttende magnetfelt, tilføres enda mer futt og fart i områder som allerede strutter av energi. Da er det duket for vill vest.

Magnetiske linjer som ellers ligger pent og pyntelig ved siden av hverandre, litt som sporene på en jernbanestasjon, vikler seg inn i hverandre i kollisjoner som utløser voldsomme krefter.

– Når magnetisk energi fra sola presser sammen jordas magnetosfære på dagsiden, blir energioppladningen skyhøy. Under forhold vi foreløpig ikke vet så mye om, utløses denne energien på eksplosivt vis på jordas skyggeside. Magnetisk energi omdannes til bevegelsesenergi, og partikler fyker av gårde i hastigheter på opptil flere tusen kilometer i sekundet, sier Michael Hesse.

Hesse er professor ved Institutt for fysikk og teknikk ved Universitetet i Bergen (UiB) og har dessuten 23 års fartstid fra NASA.

Fenomenet han beskriver heter magnetisk rekonneksjon og har lenge vært et mysterium for romforskerne. De har visst om det og sett effektene av det – det kan slå ut både satellitter der oppe og strømforsyning her nede – men ellers har de ikke hatt særlig peiling på hva som foregår.

Ikke før nå.

Les også: Har funnet et solsystem med syv jordlignende planeter og mulighet for vann

Fire satellitter sendt ut på patrulje

I 2015 etablerte NASA romforskningsprogrammet Magnetospheric Multiscale (MMS), der UiB er med som forskningspartner. De sendte fire satellitter på patrulje i de potensielt mest eksplosive regionene; først på jordas dagside, deretter på nattsiden, der solvindene strekker magnetfeltet ut i en lang hale.

Etter å ha streifet rundt i den magnetiske halen i et år befant satellittene seg plutselig midt i smørøyet. Ifølge Hesse var det litt som å vente på bussen; har du først funnet traséen, kommer bussen før eller seinere forbi.

Kjempekreftene som er i sving på solas overflate, bidrar til haraball også i jordas magnetfelt. Foto: (Illustrasjon: NASA Goddard Space Flight Center)
Kjempekreftene som er i sving på solas overflate, bidrar til haraball også i jordas magnetfelt. Foto: (Illustrasjon: NASA Goddard Space Flight Center)

Dermed kunne avanserte instrumenter foreta et vanvittig antall målinger på eksepsjonelt kort tid og gi et svært presist bilde av hva som skjer når enorme mengder magnetisk energi frigis. Det ble målt hvor alle elektronene i et begrenset område kom fra, hvor de skulle, hvordan de påvirket elektriske og magnetiske felt i området og vice versa.

– Vi fikk rett og slett dokumentert i detalj det som skjer med voldsom energi på et lite område i løpet av noen sekunder – og som er totalt bestemmende for hva som deretter skal skje på et enormt område. Vi har ikke bare funnet nåla i høystakken. Vi har sett hele høystakken gå i lufta, sier Hesse entusiastisk.

Les også: Færre jordliknende planeter enn tidligere antatt

Et viktig skritt mot bedre romværvarsler

Siden har satellittene hatt flere vellykkede stevnemøter med magnetiske rekonneksjoner. Måledataene har gitt helt ny innsikt i en prosess som ikke bare foregår i jordas magnetfelt, men også blant annet i nøytronstjerner og i solas vilt varme korona; den blåhvite strålekransen der temperaturen kan bli flere millioner grader. En nøytronstjerne er ett av flere mulige sluttstadier i en stjernes liv.

At det er vanvittige krefter i sving, er det liten tvil om. Under en magnetisk rekonneksjon i solas atmosfære kan partiklene – elektroner, protoner og ioner – akselereres tilsvarende en spenning på flere hundre millioner volt. Til sammenligning har en standard høyspentledning en spenning på 420 000 volt.

– Du må også huske at magnetisk rekonneksjon er hovedmaskinen bak det vi kaller romvær og kilde til stråling som kan skade astronauter, satellitter, kommunikasjonsutstyr og strømtransformatorer. Denne forskningen kan derfor være et viktig skritt mot langt bedre romværvarsler, sier Hesse, som vedgår at magnetisk rekonneksjon har vært en livslang kjærlighet.

Prosessen skjer også nede på jorda, nærmere bestemt i fusjonsreaktorer i kjernekraftverk. Men der er det ikke mulig å måle prosessen.

– Det er rett og slett umulig å lage instrumenter som er små nok til at vi kan måle det som foregår i de kritiske regionene i en magnetisk rekonneksjon i en reaktor. I verdensrommet kan vi derimot bruke den plassen vi trenger. Der klarer vi å måle hva som skjer før partiklene forsvinner i alle himmelretninger, forklarer Hesse.

Les også: Hvorfor er planetene runde?

Strider mot fysiske lover

For å gjøre et allerede mystisk fenomen enda mer gåtefullt, forteller Hesse at magnetisk rekonneksjon egentlig er forbudt fra naturens side de fleste steder.

– De fleste steder vil prosessen stride mot fysiske lover, for i det meste av verdensrommet er partiklene koblet til magnetfeltene og beveger seg sammen med dem. Da kan de ikke kobles om på den måten vi snakker om i magnetisk rekonneksjon, sier han.

En akkresjonsskive oppstår når et sort hull stjeler masse fra en nærliggende stjerne. Her er den elektromagnetiske strålingen høy – og magnetisk rekonneksjon et dagligdags fenomen. (Illustrasjon: Wikimedia)

Siden jordas magnetosfære så langt er det eneste tenkelige stedet der magnetfeltkollisjoner kan studeres i detalj, håper Hesse NASA vil finansiere satellittpatruljen i mange år fremover.

– Nå vet vi en hel del om hvordan prosessen foregår, men det gjenstår mye forskning for å finne ut hvorfor den oppstår og for en gang i fremtiden å kunne forutsi hvor den vil oppstå, sier Hesse.

Forskningsgruppen for romplasmafysikk ved UiB vil være med videre i MMS-programmet. UiB er i dag ekspertservicesenter for geomagnetisk informasjon for den europeiske romfartsorganisasjonen ESA og har derfor stor nytte av den nye kunnskapen de fire satellittene bidrar til.

Les også : Planeten fra en annen galakse

Referanse:

R.B. Torbert mfl: Electron-scale dynamics of the diffusion region during symmetric magnetic reconnection in space. Science, 2018. ( Sammendrag). Doi.org/10.1126/science.aat2998

Artikkelen er først publisert av forskning.no.

Mer fra ABC Nyheter
Siste fra forsiden
02:46 Vy inngikk «hemmelig» forlik med Vy Communication02:46 Steinkasting og rakettskyting mot svensk politi02:12 Dykkere søker etter to døde ved vulkan på New Zealand02:11 Stort steinras sperrer E18 i Larvik01:32 Høyesterett i USA vil ha forklaring fra Trump om finansopplysninger01:06 Mann til sykehus etter påkjørsel i Oslo sentrum00:49 Chile starter å identifisere ofre etter flyulykke00:10 John Lennons runde briller solgt for 1,7 millioner kroner23:30 VG: Solskjær møtte Haaland-leiren i Salzburg22:57 Norges rikeste får 80 milliarder kroner i skattefrie inntekter22:53 Trønder tiltalt for å ha skremt og forfulgt vindkraftarbeider22:21 Hovland og makkeren langt bak etter én dag22:06 FIS-direktør frykter langrennsnasjoner ikke vil ha råd til å delta22:05 Frp vil endre pelsdyrforskrift21:36 Flere skyteepisoder i Sverige21:26 Lars Harnes pågrepet for vold20:57 ESA: TV 2s avtale om statsstøtte er i tråd med EØS-regelverket20:37 Greta Thunberg (16) tar pause20:15 Ulovlig trafikkopplæring skal stanses19:46 Johnson oppfordrer britene til samhold19:38 Erklæringen om Manshaus' tilregnelighet er godkjent19:16 Øyafestivalen mister statlig millionstøtte19:03 Skuespilleren Danny Aiello er død18:57 ABC Startsiden og ABC Nyheter angrepet av hackere18:29 Ensomhet-kampanje får slakt: – Over streken18:21 Person funnet død under letingen etter norsk gutt på Island18:19 Mann dømt til sju og et halvt års fengsel for grove seksuelle overgrep18:18 Fiskeriavtalen med EU i havn18:05 Enden på visa for Bergen Frp16:20 Justiskomiteen har vedtatt tiltalebeslutning mot Trump – avstemning i plenum om få dager16:13 Russland fengsler medlem av Jehovas vitner i seks år16:12 Corbyn går av etter nyttår16:05 Norge frikjent for pappa-diskriminering i EFTA-domstolen15:56 Ine Eriksen Søreide venter krevende forhandlinger med britene15:48 – Debatten som har vært, skremmer vettet av folk15:43 Cruise-beredskapen skal under lupen etter Viking Sky-havariet15:40 Thingnes Bø jubilerte, tok karrierens 40. verdenscupseier15:21 Nilsen gikk til hun spydde, tok ny verdenscupseier15:19 Spotify stenger kontoret i Norge15:13 Tande skadd av løpsk ski15:00 Håper at alle Babcock-flyene er reparert senest mandag14:50 13. ETG: Århundrets julekalender: Velkommen til år 201014:10 Lars Petter Hagen ny leder av Kulturrådet14:09 Ny redaktør og leder i Nynorsk pressekontor14:01 Norge ydmyket i VM-semifinalen14:00 Politimann siktet for seksuell omgang ved misbruk av stilling13:46 Leipzig-treneren bekrefter «god prat» med Haaland13:45 India stenger internett i nordøst – protestene mot ny lov fortsetter13:38 ARD: Russland kan ha skjult positive dopingprøver13:20 Stortinget utsetter biodrivstoff-avgiften13:19 Solskjær om Uniteds milepæl: – Det ligger i vårt DNA12:42 Klopp forlenget med Liverpool12:37 Fransk politi drepte truende mann i Paris12:36 Vil sette øvre aldersgrense ved assistert befruktning12:28 Letingen fortsetter etter norsk gutt på Island12:28 Flere terrorsiktede løslates i Danmark12:23 33 barn forsvunnet fra Hammerfest: – Frykter kjønnslemlestelse12:06 Lanserer nytt parti og utfordrer Erdogan11:41 Labour slikker sårene etter historisk dårlig valg11:38 Kvinner og barn drept av veibombe i Afghanistan11:32 Rösler ferdig i Malmö tross Europa-eventyr11:23 Rekordmange svenske bokser pantes i Norge11:22 Favorittfall i håndball-VM, Nederland slo Russland11:05 Equinor dropper oljeterminal i Finnmark11:03 Sola-drapet: Navnet på drapsofferet er frigitt10:45 Tusenvis av penisfisk skylte opp på strand i USA10:42 Tiden renner ut for 9000 nordmenn – førerkortet blir ugyldig til nyttår10:21 Eksplosjon i boligblokk i Tyskland10:10 Mann frifunnet for å ha skutt hund09:59 Skotske nasjonalister står sterkt – det kan gå mot løsrivelse09:58 Ericsson skal levere Telenors nye 5G-nett09:57 Klart for avstemning over riksrettstiltale mot Trump09:49 Flyselskap serverer kaffe i spiselige kopper09:27 Mann pågrepet for vold mot kvinne i Trondheim09:20 Tror på ny rekord i julehandelen09:15 Håndball-VM: Sverige utklasset Tyskland09:06 Over 2.000 elever i Hordaland går på skoler som ikke ansetter homofile lærere08:39 Johnson: Vi skal gjennomføre brexit08:38 Venteliste hos Røde Kors i julen08:03 Pundet styrker seg etter britisk valg07:51 Ødegaard før Messi-møte: – På et annet nivå enn meg07:23 Undersøkelse: Nordmenn og svensker undervurderer hverandre07:08 Togreisende må betale mer fra neste uke. Sjekk om du er berørt!06:54 Boris Johnson etter valgskredet: – Vi klarte det!06:51 Wild vant over Oilers i et tett og målrikt oppgjør06:37 «VM-krigingen» fortsetter for Norge: – Få hadde tro på oss06:25 De konservative sikrer rent flertall i Parlamentet06:22 Dette skjer i dag06:05 Full jubel for toryene, Labour-lederen varsler at han vil gå av06:02 Svært glatte veier – flere trailere i grøfta06:00 Interne Nav-krav om trygdesvindel: – Viser parodisk mistenkeliggjøring06:00 Over tusen antikviteter tilbake på museum etter IS-krig i Syria05:59 Skjebnedag for Bergen Frp – kan være kroken på døra05:35 Dette skjedde i natt05:35 Mange tusen passasjerer må betale mer på toget fra søndag05:05 Mystisk syn på kirkegården skapte frykt i engelsk landsby05:03 Liberaldemokratenes leder er ute av Parlamentet04:46 Labour-leder Jeremy Corbyn varsler sin avgang som partileder04:06 21-åring slått bevisstløs på utested i Bergen03:54 Labours partisekretær: Å gå til valg på en ny brexitavstemning førte til katastrofevalg
Siste nytt
02:46NorgeVy inngikk «hemmelig» forlik med Vy Communication02:46VerdenSteinkasting og rakettskyting mot svensk politi02:12VerdenDykkere søker etter to døde ved vulkan på New Zealand02:11NorgeStort steinras sperrer E18 i Larvik01:32VerdenHøyesterett i USA vil ha forklaring fra Trump om finansopplysninger01:06NorgeMann til sykehus etter påkjørsel i Oslo sentrum00:49VerdenChile starter å identifisere ofre etter flyulykke00:10VerdenJohn Lennons runde briller solgt for 1,7 millioner kroner23:30SportVG: Solskjær møtte Haaland-leiren i Salzburg22:57PengerNorges rikeste får 80 milliarder kroner i skattefrie inntekter22:53NorgeTrønder tiltalt for å ha skremt og forfulgt vindkraftarbeider22:21SportHovland og makkeren langt bak etter én dag22:06SportFIS-direktør frykter langrennsnasjoner ikke vil ha råd til å delta22:05NorgeFrp vil endre pelsdyrforskrift21:36VerdenFlere skyteepisoder i Sverige21:26NorgeLars Harnes pågrepet for vold20:57NorgeESA: TV 2s avtale om statsstøtte er i tråd med EØS-regelverket20:37VerdenGreta Thunberg (16) tar pause20:15MotorUlovlig trafikkopplæring skal stanses19:46PolitikkJohnson oppfordrer britene til samhold19:38NorgeErklæringen om Manshaus' tilregnelighet er godkjent19:16PengerØyafestivalen mister statlig millionstøtte19:03VerdenSkuespilleren Danny Aiello er død18:57NorgeABC Startsiden og ABC Nyheter angrepet av hackere18:29PengerEnsomhet-kampanje får slakt: – Over streken18:21NorgePerson funnet død under letingen etter norsk gutt på Island18:19NorgeMann dømt til sju og et halvt års fengsel for grove seksuelle overgrep18:18NorgeFiskeriavtalen med EU i havn18:05PolitikkEnden på visa for Bergen Frp16:20VerdenJustiskomiteen har vedtatt tiltalebeslutning mot Trump – avstemning i plenum om få dager16:13VerdenRussland fengsler medlem av Jehovas vitner i seks år16:12PolitikkCorbyn går av etter nyttår16:05NorgeNorge frikjent for pappa-diskriminering i EFTA-domstolen15:56NorgeIne Eriksen Søreide venter krevende forhandlinger med britene15:48Helse og livsstil– Debatten som har vært, skremmer vettet av folk15:43NorgeCruise-beredskapen skal under lupen etter Viking Sky-havariet15:40SportThingnes Bø jubilerte, tok karrierens 40. verdenscupseier15:21SportNilsen gikk til hun spydde, tok ny verdenscupseier15:19KulturSpotify stenger kontoret i Norge15:13SportTande skadd av løpsk ski15:00NorgeHåper at alle Babcock-flyene er reparert senest mandag14:50Kultur13. ETG: Århundrets julekalender: Velkommen til år 201014:10KulturLars Petter Hagen ny leder av Kulturrådet14:09KulturNy redaktør og leder i Nynorsk pressekontor14:01SportNorge ydmyket i VM-semifinalen14:00NorgePolitimann siktet for seksuell omgang ved misbruk av stilling13:46SportLeipzig-treneren bekrefter «god prat» med Haaland13:45VerdenIndia stenger internett i nordøst – protestene mot ny lov fortsetter13:38SportARD: Russland kan ha skjult positive dopingprøver13:20MotorStortinget utsetter biodrivstoff-avgiften13:19SportSolskjær om Uniteds milepæl: – Det ligger i vårt DNA12:42SportKlopp forlenget med Liverpool12:37VerdenFransk politi drepte truende mann i Paris12:36Helse og livsstilVil sette øvre aldersgrense ved assistert befruktning12:28NorgeLetingen fortsetter etter norsk gutt på Island12:28NorgeFlere terrorsiktede løslates i Danmark12:23Norge33 barn forsvunnet fra Hammerfest: – Frykter kjønnslemlestelse12:06PolitikkLanserer nytt parti og utfordrer Erdogan11:41PolitikkLabour slikker sårene etter historisk dårlig valg11:38VerdenKvinner og barn drept av veibombe i Afghanistan11:32SportRösler ferdig i Malmö tross Europa-eventyr11:23NorgeRekordmange svenske bokser pantes i Norge11:22SportFavorittfall i håndball-VM, Nederland slo Russland11:05PengerEquinor dropper oljeterminal i Finnmark11:03NorgeSola-drapet: Navnet på drapsofferet er frigitt10:45VerdenTusenvis av penisfisk skylte opp på strand i USA10:42MotorTiden renner ut for 9000 nordmenn – førerkortet blir ugyldig til nyttår10:21VerdenEksplosjon i boligblokk i Tyskland10:10NorgeMann frifunnet for å ha skutt hund09:59PolitikkSkotske nasjonalister står sterkt – det kan gå mot løsrivelse09:58NorgeEricsson skal levere Telenors nye 5G-nett09:57PolitikkKlart for avstemning over riksrettstiltale mot Trump09:49ReiseFlyselskap serverer kaffe i spiselige kopper09:27NorgeMann pågrepet for vold mot kvinne i Trondheim09:20PengerTror på ny rekord i julehandelen09:15SportHåndball-VM: Sverige utklasset Tyskland09:06NorgeOver 2.000 elever i Hordaland går på skoler som ikke ansetter homofile lærere08:39VerdenJohnson: Vi skal gjennomføre brexit08:38NorgeVenteliste hos Røde Kors i julen08:03PengerPundet styrker seg etter britisk valg07:51SportØdegaard før Messi-møte: – På et annet nivå enn meg07:23NorgeUndersøkelse: Nordmenn og svensker undervurderer hverandre07:08NorgeTogreisende må betale mer fra neste uke. Sjekk om du er berørt!06:54PolitikkBoris Johnson etter valgskredet: – Vi klarte det!06:51SportWild vant over Oilers i et tett og målrikt oppgjør06:37Sport«VM-krigingen» fortsetter for Norge: – Få hadde tro på oss06:25VerdenDe konservative sikrer rent flertall i Parlamentet06:22NorgeDette skjer i dag06:05VerdenFull jubel for toryene, Labour-lederen varsler at han vil gå av06:02NorgeSvært glatte veier – flere trailere i grøfta06:00PengerInterne Nav-krav om trygdesvindel: – Viser parodisk mistenkeliggjøring06:00VerdenOver tusen antikviteter tilbake på museum etter IS-krig i Syria05:59PolitikkSkjebnedag for Bergen Frp – kan være kroken på døra05:35NorgeDette skjedde i natt05:35NorgeMange tusen passasjerer må betale mer på toget fra søndag05:05VerdenMystisk syn på kirkegården skapte frykt i engelsk landsby05:03VerdenLiberaldemokratenes leder er ute av Parlamentet04:46VerdenLabour-leder Jeremy Corbyn varsler sin avgang som partileder04:06Norge21-åring slått bevisstløs på utested i Bergen03:54VerdenLabours partisekretær: Å gå til valg på en ny brexitavstemning førte til katastrofevalg
Populært