Ptačí oko NASA Gold odhaluje tajemnou dynamiku na rozhraní Země s vesmírem

Procesy v horní atmosféře Země vytvářejí světlé oblasti barev známé jako atmosférické oslnění, jak je zde vidět na snímku z Mezinárodní vesmírné stanice. zápočet: NASA

Nové vyhledávání pomocí dat z NASAMise Global Extremity and Disc Observation, neboli GOLD, odhalila neočekávané chování v rozlohách nabitých částic spojujících zemský rovník-možná díky dlouhodobé globální vizi GOLD, první svého druhu pro tento typ. z měření.

Zlato je na geostacionární oběžné dráze, což znamená, že obíhá kolem Země stejnou rychlostí jako planeta a „vznáší se“ nad stejným místem. To umožňuje společnosti GOLD vidět stejnou oblast pro změny v čase v celé délce a šířce, což většina satelitů studujících horní atmosféru nedokáže.

„Protože je GOLD na geostacionárním satelitu, můžeme zachytit dvourozměrný časový vývoj této dynamiky,“ řekl Dr. Xuguang Cai, vědecký pracovník observatoře High Altitude Observatory v Boulderu v Coloradu a hlavní autor nového výzkumného příspěvku.

GOLD se zaměřuje na části horní atmosféry Země, které se táhnou přibližně od 50 do 400 mil na výšku, včetně neutrální vrstvy zvané termosféra a elektricky nabitých částic, které tvoří ionosféru. Na rozdíl od neutrálních částic ve většině zemské atmosféry reagují nabité částice v ionosféře na elektrická a magnetická pole procházející atmosférou a blízkým prostorem Země. Ale protože nabité a neutrální částice jsou smíchány dohromady, něco, co ovlivňuje jednu populaci, může také ovlivnit další.

Zlatá mise NASA

Mise NASA GOLD – zkratka pro Observations on the Global Tip and Disk Scale – zaznamenala náhlý asymetrický pohyb v jednom z dvojitých pásů nabitých částic, které se v noci tvoří v zemské atmosféře. Unikátní perspektiva GOLD (vpravo) toto pozorování umožnila, protože jiné typy měření provedené z pozemních přístrojů (vlevo) nemohou vidět změny na otevřené vodě. Červené tečky ukazují vrchol elektronového pásma měřený pozemními senzory měřícími celkový obsah elektronů, zatímco černé tečky ukazují vrchol elektronového pásma měřený zlatem. Na konci vizualizace se naměřené vrcholy objeví na různých místech. Uznání: NASA Science Visualization Studio

To znamená, že ionosféra a horní atmosféra jsou formovány složitou kombinací faktorů, včetně vesmírných povětrnostních podmínek – jako jsou geomagnetické bouře poháněné sluncem – a pozemského počasí. Tyto oblasti také slouží jako dálnice pro mnoho našich signálů pro komunikaci a navigaci. Změny hustoty a složení ionosféry mohou zkreslovat signály, které jimi procházejí, například rádio a GPS.

READ  Mnoho evangelikálů tvrdí, že proti Covid-19 nebudou očkováni. Někteří odborníci tvrdí, že zde hrála roli nedůvěra a dezinformace

Ze svého výhodného místa na komerční komunikační družici na geostacionární oběžné dráze provádí GOLD pozorování ionosféry na hemisféře přibližně každých 30 minut. Tento nevídaný pohled dává vědcům nový pohled na to, jak se tento region mění.

tajemný pohyb

Jedním z nejvýraznějších rysů noční ionosféry jsou dvojitá pásma hustě nabitých částic na obou stranách magnetického rovníku Země. Tyto pásy – nazývané ekvatoriální ionizační anomálie nebo EIA – se mohou měnit ve velikosti, tvaru a intenzitě v závislosti na podmínkách v ionosféře.

Kapely mohou také přesouvat svoji pozici. Vědci se dosud spoléhali na údaje zachycené satelity procházejícími regionem, přičemž v průměru měřili měsíce, aby zjistili, jak se rozsahy mohou v dlouhodobém horizontu měnit. Sledování krátkodobých změn však bylo obtížnější.

Před GOLD vědci tušili, že jakékoli rychlé změny v pásmech budou symetrické. Pokud se severní pásmo pohybuje na sever, pak jižní pásmo provádí zpětný pohyb na jih. Jedné noci v listopadu 2018 GOLD viděl něco, co tuto myšlenku zpochybnilo: jižní pás částic se unášel na jih, zatímco severní pásmo se drželo ustáleně – vše za méně než dvě hodiny.

Tvar magnetického pole Země (reprezentovaný oranžovými čarami v této vizualizaci dat) poblíž rovníku tlačí nabité částice (modré) pryč od rovníku a vytváří dva husté pásy na sever a na jih od rovníku známé jako anatorálie rovníkových iontů. Uznání: NASA Science Visualization Studio

Není to poprvé, co vědci viděli, že se kapely pohybují tímto způsobem, ale tato kratší událost – jen asi dvě hodiny, ve srovnání s typičtějšími dvěma hodinami od šesti do osmi hodin, která byla vidět dříve – byla poprvé spatřena a mohla byly pozorovány pouze dříve. ZLATO. Poznámky jsou uvedeny v dokumentu publikovaném 29. prosince 2020 na Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Symetrický drift těchto pásů nastává kvůli výšce vzduchu, který s sebou táhne nabité částice. Jak padá noc a teploty se ochlazují, stoupají kapsy teplejšího vzduchu. Nabité částice nesené v těchto teplejších vzduchových kapsách jsou spojeny čarami magnetického pole a pro tyto kapsy poblíž magnetického rovníku Země tvar zemského magnetického pole znamená, že pohyb vzhůru také tlačí nabité částice vodorovně. To vytváří symetrický severojižní drift dvou pásem nabitých částic.

READ  „Něco, co jsme nikdy předtím neviděli“ - marťanský rover se vrátil k selfie od okamžiku před přistáním

Přesná příčina asymetrické aberace pozorované zlatem zůstává záhadou-ačkoli Cai má podezření, že odpověď spočívá v kombinaci mnoha faktorů, které formují pohyb elektronů v ionosféře: probíhající chemické reakce, elektrická pole a foukání větrných výšek v oblasti.

Překvapivě by tato zjištění mohla vědcům pomoci nahlédnout za oponu ionosféry a lépe porozumět tomu, co pohání její změny. Protože není možné sledovat každý proces pomocí satelitního nebo pozemního senzoru, vědci se při studiu ionosféry hodně spoléhají na počítačové modely, jako jsou ty, které pomáhají meteorologům předpovídat počasí na Zemi. K vytvoření této simulace vědci kódují to, o čem se domnívají, že je základní fyzikou při práci, a porovnávají predikci modelu s pozorovanými daty.

Před GOLD vědci získali tato data z příležitostných tranzitujících satelitů a omezeného pozemního pozorování. GOLD nyní poskytuje vědcům komplexní přehled.

Reference: „Observation of Post-Sunset OI 135,6 nm Radiation Enhancement Over South America by the Golden Expedition“ od Xuguang Cai, Alan G. Burns, Wenbin Wang, Liying Qian, Jing Liu, Stanley C. Solomon, Richard W. Eastes, Robert E. Danielle, Carlos R. Martins, William E. McClintock a Inez S. Batista, 29. prosince 202, k dispozici zde. Journal of Geophysical Research: Space Physics.
doi: 10.1029/ 2020JA028108

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hrdý výtržník. Oceněný odborník na kávu. Hodně padá. Typický webový fanatik. Twitter geek."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *