Gli scienziati hanno studiato l'ambiente vicino alla Terra per la parte migliore di un secolo, ma molti misteri, come dove le particelle energetiche che pervadono l'area si originano e si energizzano, rimangono ancora. In un nuovo tipo di studio collaborativo, gli scienziati hanno combinato i dati di 16 navicelle spaziali separate della NASA e del Los Alamos National Laboratory (LANL) per capire come si verifica un fenomeno particellare nell'ambiente magnetico intorno alla Terra. Questi eventi, chiamate sottotempeste, può causare aurore, interrompere le comunicazioni GPS e, nel loro momento più intenso, danneggiare le reti elettriche.
Per avere un quadro globale, gli scienziati hanno utilizzato i dati di quattro singole missioni della NASA:la missione Magnetospheric Multiscale, Missione Van Allen Sonde, Geocoda, e la cronologia degli eventi e delle interazioni su scala macroscopica durante la missione Substorms, oltre alla navicella spaziale LANL-GEO. Questa ricerca mostra come le missioni eliofisiche della NASA, essendo l'eliofisica lo studio della natura delle particelle cariche e dell'energia nello spazio, così come il modo in cui sono influenzati dal Sole, possono lavorare insieme.
Gli scienziati hanno scelto un evento durante un periodo tranquillo nell'ambiente spaziale vicino alla Terra, che presumevano avrebbe fornito un caso semplice che sarebbe stato facile da modellare. Quello che hanno trovato ha dimostrato il contrario.
"Anche per questo piccolo evento, è tremendamente complesso, "ha detto Drew Turner, ricercatore presso The Aerospace Corporation a El Segundo, California. "Ciò che mostra è che non abbiamo ancora una buona immagine globale di ciò che accade durante le piccole tempeste, figuriamoci durante i grandi whoppers."
I dati di ogni singola missione sono solo in grado di fornire un'istantanea di come appare l'ambiente in un luogo specifico e in un momento specifico. Sebbene ciò consenta agli scienziati di comprendere in dettaglio alcuni fenomeni del plasma spaziale, è difficile ottenere un quadro completo della provenienza delle particelle e di dove stanno andando. Però, combinando set di dati da veicoli spaziali situati in luoghi sparsi per la Terra, Turner e il suo team sono stati in grado di rispondere a domande generali sul movimento delle particelle.
"Ogni navicella svolge un ruolo unico, "Ha detto Turner. "Mentre andiamo avanti e continuiamo a plasmare il futuro della fisica magnetosferica, il quadro globale delle sottotempeste e di altri importanti fenomeni diventerà più chiaro man mano che verranno dispiegati più veicoli spaziali utilizzando configurazioni e strumentazioni orbitali innovative".
Oltre ad avere un'idea di quanto complicato possa essere il sistema, i risultati hanno anche aiutato i ricercatori a conoscere la struttura della sottotempesta.
"Spesso consideriamo le sottotempeste come i "mattoni" dell'interazione tra vento solare e magnetosfera, l'elemento fondamentale, " ha detto David Sibeck, Scienziato del progetto THEMIS e scienziato della missione Van Allen Probes presso il Goddard Space Flight Center della NASA a Greenbelt, Maryland. "Questo è uno dei motivi per cui li studiamo."
I ricercatori, utilizzando magnetometri a terra, trovato una firma di ciò che è noto come un cuneo di corrente substorm, una delle caratteristiche principali di un classico substorm. Questo risultato, combinato con i dati del veicolo spaziale, ha mostrato che c'è attività intorno alla Terra per più di un'ora che porta alla formazione del cuneo, un processo che è stato oggetto di accesi dibattiti in passato. I loro risultati sono stati pubblicati nel Giornale di ricerca geofisica .
Turner e il suo team stanno già esaminando altri eventi per vedere se ciò che hanno trovato nel primo evento è tipico delle sottotempeste. Ora che una delle missioni, la missione Magneotspheric Multiscale, si trova in una nuova orbita che lo porta padre dalla Terra, il team si aspetta di essere in grado di vedere il punto di origine degli eventi e, si spera, di catturare un'immagine completa dall'inizio alla fine di un evento substom.
Le quattro missioni della NASA utilizzate in questo studio fanno parte della flotta di missioni eliofisiche della NASA sotto le sonde solari terrestri della NASA, Vivere con una stella e i programmi Explorers, che mirano a comprendere le questioni fondamentali della fisica del plasma e l'ambiente dinamico Terra-Sole in cui viviamo.
