地球上方的空間看似空曠, 實際上是一個充滿了磁場線和高能粒子的狂歡所。 這一區域被稱為磁層, 每天, 帶電粒子就像走鋼索一樣, 沿著磁場線快速疾行、俯衝。
有時, 還會出現一種被稱為磁力線重聯的事件中, 磁力線發生爆炸性碰撞, 粒子被從軌道上射出, 就像從大炮中發射出來一樣。
由於肉眼無法看到這些行為, NASA使用專門設計的儀器來捕捉這一表演。 磁層多尺度任務(MMS)飛船就搭載著這樣的儀器, 使科學家可以觀察到這種無形的磁力和旋轉的粒子, 這可以影響我們地球上的技術。
新的研究使用MMS資料來提高對電子如何穿過這個複雜區域的理解,
該研究被發表在《地球物理研究雜誌》上。
上圖顯示了磁重聯區域中一個電子的運動。
當飛船接近重聯區域時, 它首先檢測高能粒子, 然後檢測低能粒子。 有MMS的科學家們一直在觀察地球周圍複雜的電子, 並注意到磁層邊緣的電子經常在加速的時候以搖擺運動的方式移動。
找到電子加速的區域是理解磁層奧秘之一的關鍵:在這個區域內的磁能是如何轉化為動能的, 即粒子運動的能量。 這些資訊對於保護地球上的技術是很重要的, 因為加速到高能量的粒子會導致電網中斷和GPS通訊中斷。
新研究發現了一種新的方法來説明定位電子加速的區域。
這項研究只能通過MMS的獨特設計來實現, MMS使用四個緊湊的四面體結構航太飛行器, 為磁重聯區域提供高時間和空間解析度的測量。
阿格爾說:“MMS使我們能夠探測非常小的尺度, 這將有助於真正確定能量如何通過磁重聯進行轉換。 ”