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
08:15 Bare fire av ti høyrevelgere støttet hjemhenting av IS-kvinne08:09 Dobbeltdrapet i Bergen: Drapssiktet 56-åring erkjenner straffskyld07:58 Sp-politiker delte klimainnlegg fra nazistisk nettsted07:43 Dette trikset brukte forskeren for å kvitte seg med mobilavhengigheten07:16 Eksplosjon i boligblokk i Norrköping07:06 Overraskende invitasjon fra Putin – Norge sliter med å svare06:47 NRK: KrF og Venstre vil ha finansministeren06:43 EM-parodi i 2012: Kan bli tilnærmet reprise mellom Norge og Slovenia06:39 NTBs tekniske problemer er rettet06:39 Bombe fra andre verdenskrig uskadeliggjort i Berlin06:37 Bitter strid om kjøreregler preget første dag av riksretten06:30 Hauglie foreslår nye varslingsregler06:01 Person gjort rede for etter boligbrann i Rogaland06:00 Rettshjelpskoordinator anslår minst 10.000 Nav-ofre bare etter 201205:51 Dette skjer i dag05:34 Dette skjedde i natt05:33 Mann i 70-årene savnet etter boligbrann i Nordland05:30 Weinsteins forsvarere vil gå hardt ut mot kvinnene som anklager ham05:00 Ny norsk styrke til Irak som planlagt05:00 FN: Nesten en halv milliard mennesker mangler arbeid04:40 KLP går inn i søksmål mot Danske Bank04:36 Netflix får flere abonnenter, men spår tregere vekst03:53 Bastholm og Hermstad kjemper om å bli MDGs partileder03:53 Ni døde av lungevirus i Kina03:03 Toyota og Honda tilbakekaller seks millioner biler med airbagfeil02:42 Ansatte med ekstreme holdninger fjernet fra fransk e-tjeneste02:33 Etterforskning av drapsforsøk i gjengmiljø i Oslo lå på is i fem år01:43 Viken kan ryke med Frp i opposisjon01:41 Flere amerikanske soldater behandles etter Iran-angrepet i Irak00:53 Ansatte med ekstreme holdninger fjernet fra fransk e-tjeneste00:35 36 sivile drept i landsbyer i Burkina Faso00:21 Rekordmange drap i Mexico i fjor00:17 Flere trusler mot skoler og bedrifter i hele landet23:55 Agüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann23:55 Agüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann23:45 Flertall for å avsette Trump i USA23:44 Evjen debuterte da AZ Alkmaar gikk til kvartfinale23:43 Evjen debuterte da AZ Alkmaar gikk til kvartfinale23:32 Det hvite hus slipper å legge fram Ukraina-dokumenter23:15 Putin sparker sportsministeren23:10 Frode Berg skal vitne i søksmål mot norsk etterretning23:09 Johnson gikk på nederlag i Overhuset23:07 Agüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann22:45 Flertall for å avsette Trump i USA22:18 Libanon har fått ny regjering22:09 Sagosen før Slovenia-kampen: – Vi må også være kyniske og hvile når vi kan21:44 Latterliggjør Trump: – Han burde holdt seg hjemme21:30 Frp kraftig fram på ny gallup21:16 Ap og SV vil ha omkamp om tvillingabort20:51 Stoltenberg vil trappe opp Natos operasjon i Irak20:31 Ikke lenger fare for eksplosjon etter tankbilvelt i Aure20:24 Høie vil ikke si noe om helsetilstanden til sønnen til den IS-siktede kvinnen20:13 Knallstart av Norge ga 31-28-seier over Island i EM19:58 Nytt coronavirus har spredd seg til USA19:25 Sundby meldes startklar til prøve-VM i Oberstdorf19:23 Østerriksk dobbeltseier i utforrenn over to omganger, bestenotering for Wembstad18:41 Bondevik skjønner at Jensen ikke syntes det var «gøy» lenger18:39 Anklager om urent spill i riksrettssaken mot Trump18:35 Tyskland etterforsker Mitsubishi for utslippsjuks18:30 – Misbrukte kvinne og fikk henne til å ha sex med andre menn18:14 22-åring erkjenner straffskyld for Circle K-drapet i Bergen18:12 Erstatning til passasjerer etter SAS-streiken kan komme opp for EUs domstol17:50 Fire søkere til stillingen som Kripos-sjef17:37 Hillary Clinton langer ut mot Bernie Sanders17:33 Politiet vet fortsatt ikke årsaken til at en mann i Nordfjordeid døde17:24 Magnus Carlsen slo 16-årig iransk stjerneskudd17:15 – Vi måtte bare la det stå til17:14 Se Thunbergs svar til Trump: – Driter i politikken din17:06 Finanseliten i Davos har spyttet milliarder inn i olje, kull og gass16:02 Fornærmet kvinne avviser svertekampanje mot tidligere medieleder16:01 Drapssiktet i Søndre Land er tidligere dømt for drapsforsøk15:50 Tysk legende om hattrick-Haaland: – Verdt hver euro15:40 Casper Ruud utslått av Australian Open etter maratondrama15:14 Rett til angrep på KrF-hjertesak: – Gleder meg til å foreslå eggdonasjon15:13 Sikkerhetssone på flere hundre meter rundt veltet tankbil15:05 En person omkom i flyulykke ved Kongsvinger14:17 Christensen inn i EM-troppen for småsyk Sæverås14:16 Restene etter Zlatan-statuen blir fjernet14:01 Måtte rykke ut mot russiske krigsfly tre ganger på én dag13:22 – Når banker selger oss noe vi ikke har fått, må de betale tilbake12:51 Solberg vil ha regjeringskabalen klar innen slutten av måneden12:50 Politiet håper å få utlevert Prinsdal-siktet i løpet av uken12:43 Krangling om regler og tempo i riksrettssaken i USA12:18 Deila-elev: – Han er litt som Klopp11:38 En femte mann pågrepet og siktet i dobbeltdrapssaken i Bergen11:14 Siktelse endret i Sola-drapssaken11:12 Trump: – USA vinner som aldri før11:06 Buss blåste av veien i Lofoten11:05 Her er sakene Frp vil ha omkamp om – og én utfordring fra Ap10:51 Dette er Norges skrekkscenarioer i EM10:47 Brann i Sibir har krevd mange menneskeliv10:32 Carlsen møter sjakkens nye wonderboy09:41 Hopp-profil om sesongen: – En mental påkjenning09:39 Tøft EM-liv for Sagosen og co.09:38 Toppmøte for å legge statsrådskabal09:27 Tidligere medieleder erklærte seg ikke skyldig i gjentatte voldtekter09:27 Interpols ekssjef dømt til over 13 års fengsel i Kina08:37 Listhaug avviser lederdebatt08:34 Høie ser mulighet til å kutte statsrådsposter08:30 Ringeriksbanen blir forsinket – kanskje ikke ferdig før på 2030-tallet
Siste nytt
08:15NorgeBare fire av ti høyrevelgere støttet hjemhenting av IS-kvinne08:09NorgeDobbeltdrapet i Bergen: Drapssiktet 56-åring erkjenner straffskyld07:58NorgeSp-politiker delte klimainnlegg fra nazistisk nettsted07:43Helse og livsstilDette trikset brukte forskeren for å kvitte seg med mobilavhengigheten07:16VerdenEksplosjon i boligblokk i Norrköping07:06PolitikkOverraskende invitasjon fra Putin – Norge sliter med å svare06:47NorgeNRK: KrF og Venstre vil ha finansministeren06:43SportEM-parodi i 2012: Kan bli tilnærmet reprise mellom Norge og Slovenia06:39NorgeNTBs tekniske problemer er rettet06:39VerdenBombe fra andre verdenskrig uskadeliggjort i Berlin06:37VerdenBitter strid om kjøreregler preget første dag av riksretten06:30NorgeHauglie foreslår nye varslingsregler06:01NorgePerson gjort rede for etter boligbrann i Rogaland06:00NorgeRettshjelpskoordinator anslår minst 10.000 Nav-ofre bare etter 201205:51NorgeDette skjer i dag05:34NorgeDette skjedde i natt05:33NorgeMann i 70-årene savnet etter boligbrann i Nordland05:30VerdenWeinsteins forsvarere vil gå hardt ut mot kvinnene som anklager ham05:00NorgeNy norsk styrke til Irak som planlagt05:00VerdenFN: Nesten en halv milliard mennesker mangler arbeid04:40NorgeKLP går inn i søksmål mot Danske Bank04:36VerdenNetflix får flere abonnenter, men spår tregere vekst03:53NorgeBastholm og Hermstad kjemper om å bli MDGs partileder03:53VerdenNi døde av lungevirus i Kina03:03MotorToyota og Honda tilbakekaller seks millioner biler med airbagfeil02:42VerdenAnsatte med ekstreme holdninger fjernet fra fransk e-tjeneste02:33NorgeEtterforskning av drapsforsøk i gjengmiljø i Oslo lå på is i fem år01:43NorgeViken kan ryke med Frp i opposisjon01:41VerdenFlere amerikanske soldater behandles etter Iran-angrepet i Irak00:53VerdenAnsatte med ekstreme holdninger fjernet fra fransk e-tjeneste00:35Verden36 sivile drept i landsbyer i Burkina Faso00:21VerdenRekordmange drap i Mexico i fjor00:17NorgeFlere trusler mot skoler og bedrifter i hele landet23:55SportAgüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann23:55SportAgüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann23:45VerdenFlertall for å avsette Trump i USA23:44SportEvjen debuterte da AZ Alkmaar gikk til kvartfinale23:43SportEvjen debuterte da AZ Alkmaar gikk til kvartfinale23:32VerdenDet hvite hus slipper å legge fram Ukraina-dokumenter23:15VerdenPutin sparker sportsministeren23:10NorgeFrode Berg skal vitne i søksmål mot norsk etterretning23:09VerdenJohnson gikk på nederlag i Overhuset23:07SportAgüero ga Manchester City tre poeng, Arsenal fikk uavgjort med ti mann22:45PolitikkFlertall for å avsette Trump i USA22:18VerdenLibanon har fått ny regjering22:09SportSagosen før Slovenia-kampen: – Vi må også være kyniske og hvile når vi kan21:44VerdenLatterliggjør Trump: – Han burde holdt seg hjemme21:30PolitikkFrp kraftig fram på ny gallup21:16PolitikkAp og SV vil ha omkamp om tvillingabort20:51VerdenStoltenberg vil trappe opp Natos operasjon i Irak20:31NorgeIkke lenger fare for eksplosjon etter tankbilvelt i Aure20:24NorgeHøie vil ikke si noe om helsetilstanden til sønnen til den IS-siktede kvinnen20:13SportKnallstart av Norge ga 31-28-seier over Island i EM19:58VerdenNytt coronavirus har spredd seg til USA19:25SportSundby meldes startklar til prøve-VM i Oberstdorf19:23SportØsterriksk dobbeltseier i utforrenn over to omganger, bestenotering for Wembstad18:41PolitikkBondevik skjønner at Jensen ikke syntes det var «gøy» lenger18:39PolitikkAnklager om urent spill i riksrettssaken mot Trump18:35MotorTyskland etterforsker Mitsubishi for utslippsjuks18:30Norge– Misbrukte kvinne og fikk henne til å ha sex med andre menn18:14Norge22-åring erkjenner straffskyld for Circle K-drapet i Bergen18:12PengerErstatning til passasjerer etter SAS-streiken kan komme opp for EUs domstol17:50NorgeFire søkere til stillingen som Kripos-sjef17:37PolitikkHillary Clinton langer ut mot Bernie Sanders17:33NorgePolitiet vet fortsatt ikke årsaken til at en mann i Nordfjordeid døde17:24SportMagnus Carlsen slo 16-årig iransk stjerneskudd17:15Norge– Vi måtte bare la det stå til17:14VerdenSe Thunbergs svar til Trump: – Driter i politikken din17:06VerdenFinanseliten i Davos har spyttet milliarder inn i olje, kull og gass16:02NorgeFornærmet kvinne avviser svertekampanje mot tidligere medieleder16:01NorgeDrapssiktet i Søndre Land er tidligere dømt for drapsforsøk15:50SportTysk legende om hattrick-Haaland: – Verdt hver euro15:40SportCasper Ruud utslått av Australian Open etter maratondrama15:14Helse og livsstilRett til angrep på KrF-hjertesak: – Gleder meg til å foreslå eggdonasjon15:13NorgeSikkerhetssone på flere hundre meter rundt veltet tankbil15:05NorgeEn person omkom i flyulykke ved Kongsvinger14:17SportChristensen inn i EM-troppen for småsyk Sæverås14:16SportRestene etter Zlatan-statuen blir fjernet14:01NorgeMåtte rykke ut mot russiske krigsfly tre ganger på én dag13:22Penger– Når banker selger oss noe vi ikke har fått, må de betale tilbake12:51PolitikkSolberg vil ha regjeringskabalen klar innen slutten av måneden12:50NorgePolitiet håper å få utlevert Prinsdal-siktet i løpet av uken12:43VerdenKrangling om regler og tempo i riksrettssaken i USA12:18SportDeila-elev: – Han er litt som Klopp11:38NorgeEn femte mann pågrepet og siktet i dobbeltdrapssaken i Bergen11:14NorgeSiktelse endret i Sola-drapssaken11:12VerdenTrump: – USA vinner som aldri før11:06NorgeBuss blåste av veien i Lofoten11:05PolitikkHer er sakene Frp vil ha omkamp om – og én utfordring fra Ap10:51SportDette er Norges skrekkscenarioer i EM10:47VerdenBrann i Sibir har krevd mange menneskeliv10:32SportCarlsen møter sjakkens nye wonderboy09:41SportHopp-profil om sesongen: – En mental påkjenning09:39SportTøft EM-liv for Sagosen og co.09:38PolitikkToppmøte for å legge statsrådskabal09:27KulturTidligere medieleder erklærte seg ikke skyldig i gjentatte voldtekter09:27VerdenInterpols ekssjef dømt til over 13 års fengsel i Kina08:37PolitikkListhaug avviser lederdebatt08:34PolitikkHøie ser mulighet til å kutte statsrådsposter08:30NorgeRingeriksbanen blir forsinket – kanskje ikke ferdig før på 2030-tallet
Populært