L'ambiente spaziale intorno alla Terra è caratterizzato da interazioni tra il campo magnetico terrestre e il plasma vicino. Un processo fisico chiave in queste interazioni è la riconnessione magnetica, in cui due linee di campo adiacenti si rompono e ciascuna metà successivamente si unisce a metà dell'altra linea spezzata per formare nuove linee di campo. La riconnessione rilascia energia potenziale immagazzinata nelle linee di campo, trasferendolo al plasma circostante sotto forma di accelerazione di particelle.

La missione Magnetospheric Multiscale (MMS) della NASA, che ha lanciato nel 2015, studia la riconnessione magnetica utilizzando quattro piccoli veicoli spaziali che orbitano in formazione. Turner et al. descrivere le osservazioni MMS di un evento di riconnessione verificatosi l'11 luglio 2017. Al momento della riconnessione, L'MMS stava attraversando la regione di diffusione degli elettroni (EDR), un'area di decine di chilometri in cui avviene la riconnessione delle linee del campo magnetico.

Prima dell'evento di riconnessione, L'MMS non ha osservato elettroni energetici nelle sue vicinanze. Quindi ha registrato due esplosioni di elettroni energetici (maggiori di 50 kiloelettronvolt) entro cinque secondi, l'ultimo dei quali è durato per diversi minuti. Durante queste esplosioni, gli elettroni di energia superiore sono arrivati ​​per primi nell'EDR, seguiti da quelli con energie più basse. Gli autori interpretano questa dispersione di energia come prova di elettroni da un serbatoio lontano che scorre sulle linee di campo appena formate.

Riferiscono inoltre che, sorprendentemente, tutti e quattro i veicoli spaziali non hanno osservato distribuzioni di particelle identiche nonostante fossero molto vicini tra loro nello spazio rispetto alla scala caratteristica di movimento degli elettroni con energie di 50 o più kiloelettronvolt. Questa prova di movimento caotico delle particelle si è verificata nonostante il campo magnetico complessivo nella regione intorno all'MMS sia rimasto stabile per diversi secondi. Tali distribuzioni di particelle sono tipiche dell'accelerazione di particelle non lineare.

Gli autori concludono che i movimenti su piccola scala di elettroni in prossimità di un evento di riconnessione magnetica possono quindi far luce sulla topologia magnetica in una regione molto più ampia dell'area di osservazione e che la riconnessione magnetica può accelerare direttamente gli elettroni a energie relativistiche.

Questa storia è ripubblicata per gentile concessione di Eos, ospitato dall'American Geophysical Union. Leggi la storia originale qui.