"Zebrastreifen" im Erdmagnetfeld haben überraschende Quelle

Seltsame stripelike Funktionen in das Erdmagnetfeld entstehen durch die Planeten drehen, und nicht durch die ständigen Bombardement von solaren Teilchen wie bisher gedacht, Wissenschaftler sagen.

Die sogenannte "Zebrastreifen" zu bilden, wenn das elektrische Feld um die Erde durch Rotation des Planeten erzeugt – früher als zu schwach, um die schnellen Teilchen auswirken werden – schafft ein gestreiftes Muster im Inneren Elektron Gürtel.

"Funktionen ähnlich wie Zebrastreifen zuvor aus niedriger Höhe Elektron Messungen abgeleitet wurden", sagte Studienautor Blei Sasha Ukhorskiy der Johns-Hopkins-Universität in Maryland. Ukhorskiy war der leitende Autor der neuen Studie, die untersucht die Muster der geladenen Teilchen und ihre Wechselwirkungen mit der Erdrotation modelliert. [Erde Quiz: kennst du wirklich deinen Heimatplaneten?]

Die "Zebrastreifen" galten bisher durch die wechselnden Strömung von Partikel-streaming von der Sonne verursacht werden.

"Es ist wegen der beispiellosen hohen Energie und Zeitauflösung von unsere energetische Teilchen experiment RBSPICE — Teil der Van Allen Probes NASA-Mission –, die wir jetzt verstehen, dass die inneren Gürtel-Elektronen in der Tat immer in Zebra Muster organisiert sind," Ukhorskiy sagte Space.com per e-Mail.

Einen gestreiften Schild

Das Erdmagnetfeld umgibt den Planeten wie ein Schild vor dem ständigen Bombardement geladener Teilchen von der Sonne zu schützen. Eine leichte Neigung in der Achse dieses Feldes schafft ein schwaches elektrischen Feld, das die innere Strahlung Riemen durchzieht. Die Interaktion zwischen den beiden schafft das Zebra Streifen, die konzentrierte Verteilungen der hochenergetischen Elektronen im Magnetfeld der Erde gefangen sind. Diese Funktionen sind für das menschliche Auge unsichtbar.

"Betrachtet man die inneren Gürtel Elektron Populationen als eine zähe Flüssigkeit – das ist nur eine Analogie — diese globale Schwingungen dehnen und Falten Sie das Feld viel wie Toffee ist gestreckt und in eine Konfiserie Maschine gefaltet" Ukhorskiy sagte. "Dehnen und Falten dabei entstehen Streifenmuster über den gesamten inneren Elektron Belt."

Bevor diese neue Erkenntnis dachten Wissenschaftler, das Feld erstellt durch Rotation der Planeten war zu schwach, um die Zebrastreifen zu bilden, weil es nur die Geschwindigkeit der Partikel von 1 bis 2 Kilometern pro Sekunde (0,6 bis 1,2 Meilen pro Sekunde) geändert – die ist nicht viel, wenn man bedenkt die Teilchen hatte mit fast 100.000 km/s unterwegs gewesen. Stattdessen die Wissenschaftler die Bildung der Funktionen zugeschrieben Interaktionen mit den ständig wechselnden Sonnenwind und die Anwesenheit von geomagnetischen Stürmen.

Arbeiten mit einem Team von Wissenschaftlern, studierte Ukhorskiy die Daten von der Van-Allen-Sonden um festzustellen, dass die Zebrastreifen sind eine konstante Größe in das Erdmagnetfeld, anstatt Funktionen sind deren Bildung durch die wechselnden Anwesenheit des Sonnenwindes diktiert.

"Die Tatsache, dass Zebra Muster eingehalten werden – und sind klarer – in Abständen von ruhigen solar-Wind-Bedingungen war die wichtigste Indikation, dass es die Rotation der Erde sein muss, die sie, treibt" Ukhorskiy sagte.

Die Anwesenheit der Streifen nur in ruhigen Zeiten war der erste Hinweis, dass der Sonnenwind nicht die treibende Kraft dahinter war. Ukhorskiy und sein Team ging auf um die Wechselwirkungen zwischen Magnetfeld und die schwachen elektrischen Feld erzeugt durch die Rotation des Planeten zu modellieren. Sie kam zu dem Schluss, dass diese Interaktion das Zebra Streifen erstellt.

Zebra Streifen einzige Form in der inneren Elektronen-Gürtel, der aus der Erdatmosphäre bis zu ca. 8.000 Meilen (13.000 Kilometer) erstreckt sich über die Oberfläche des Planeten. Die äußeren Elektronen Riemen nehmen die Hauptlast des Sonnenwindes, machen ein instabiles Umfeld der konkurrierenden Prozessen.

Die neuen Erkenntnisse wurden veröffentlicht online-19 März in der Zeitschrift Nature.

Streifen im Sonnensystem

2012 ins Leben gerufen, bestehen der Van-Allen-Sonden aus zwei Raumschiff befindet sich in den konzentrierten Regionen der Erde elektrisches Feld als der Van-Allen-Gürtel bekannt. Die Satelliten studieren Elektronen in der Strahlung Riemen, und wie ihr Verhalten ändert sich im Laufe der Zeit und durch Interaktionen mit solaren Teilchen.

Obwohl die Strahlung Riemen das schädliche Material-streaming von der Sonne lenkt, Schleudern massive Sonnenstürme auf den Stern gelegentlich große Mengen an Material in Richtung des Planeten, der Satelliten, Kommunikationssysteme und Stromnetze beeinflussen können. Verstehen, wie das Erdschild interagiert mit diesen Teilchen helfen Wissenschaftler messen die Maßnahmen erforderlich, um diese Systeme zu schützen.

Zebrastreifen können anderen Planeten im Sonnensystem umgeben. Ukhorskiy sagte der rotatorischen Kräfte von Jupiter und Saturn sind weitaus größere beim beeinflussen ihre Plasma-Umgebungen machen dem konzentrierte Muster wahrscheinlich Feature in ihre Strahlungsgürtel. 2011 ins Leben gerufen, die Mission der NASA Juno dürfte sich Jupiter im Juli 2016 erreichen, und sollten vor Ort alle Zebra Streifen in dem Gasriesen Strahlung Riemen.

Gefragt nach den nächsten Schritt Ukhorskiy sagte: "Meiner Meinung nach die faszinierendste Wissenschaft Frage ist, ob ähnliche oder wichtigere Features bei den äußeren Planeten existieren."

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