Med hjälp av de europeiska Cluster-satelliterna har forskare gjort en ny upptäckt, laddade partiklar i solvindar tar sig i större utsträckning än vad man tidigare trott igeonom jordens magnetfält. Vi ville veta mer och kontaktade Mats André forskare på IRF i Uppsala för några frågor.
Förklara på ett enkelt sätt för våra läsare vad det är för ny upptäckt som Cluster-satelliterna har gjort?
Solvinden blåser mot jorden. Runt jorden finns planetens magnetfält.
När solvinden glider förbi börjar magnetfältet fladdra. Nere på jorden fladdrar en flagga i vinden på liknande sätt.
Beskriv vad som händer?
Solvinden består av laddade partiklar och magnetfält från solytan. När partiklarna i solvinden träffar jordens magnetfält hejdas de inte av kollisioner, solvinden är för tunn. Men partiklarna är laddade och påverkas av elektriska och magnetiska fält, så solvinden böjs ändå av.
Magnetfältet runt jorden sträcker sig hundratusentals kilometer ut i rymden. Det bildas en "magnetsvans" i riktning bort från solen just på grund av solvinden. Ekvationerna som beskriver hur detta magnetfält fladdrar i solvinden liknar de som beskriver hur en flagga fladdrar i vinden. Ibland kan jordens magnetfält bilda virvlar (på samma sätt som en flagga kan trassla ihop sig i kraftig vind). Då kan solvinden ta sig genom jordens magnetfält, och energi alltså transporteras ner till jordens atmosfär.
Påverkas vi på jorden av det här på något sätt?
Vi studerar olika mekanismer som gör att solvinden kan ta sig igenom jordens magnetfält. Fladdrande, och särskilt virvlar, som bildas på grund av kraftig solvind är ett sätt för solvinden att ta sig igenom jordens magnetfält. Energi från solvinden kan skapa norrsken, som ju är trevligt att titta på. För oss är det intressant eftersom norrsken skapas av elektroner med hög energi, och energin kommer från solvinden. Sådana processer finns på många håll i universum, men det är ju mest praktiskt att studera dom nära jorden.
Vid riktigt kraftig solvind skapas starka strömmar i rymden nära jorden. Dessa strömmar kan i sin tur skapa starka strömmar vid jordytan, till exempel i kraftledningar Detta kan överbelasta och förstöra transformatorer. Detta är mycket sällsynt, men till exempel Svenska Kraftnät vet att problemet skulle kunna uppstå.
Vad betyder detta för forskare inom plasmafysiken?
Vi vill förstå både hur laddade partiklar kan ta sig igenom barriärer av magnetfält, och hur energi kan omfördelas från många partiklar med ganska låg energi till några få partiklar med mycket hög energi.
Solvinden som träffar jordens magnetfält ger upphov till båda sakerna. Och för första gången kan vi nu studera alltihop med fyra satelliter, och inte bara en enda. Processerna är vanliga i hela universum, inte bara runt jorden.
Är det de svenska instrumenten på Cluster-satelliterna som har används vid den här upptäckten?
De svenska instrumenten vi har huvudansvar för mäter elektriska fält.
I stora homogena volymer där inget särskilt händer, som ofta i solvinden, rör sig magnetfält och partiklar tillsammans. Ett elektriskt fält behövs för att de laddade partiklarna ska följa med magnetfältet, men har man mätt magnetfältet och partiklarnas rörelse kan man klara sig med det. Så vårt instrument användes inte. Men om man vill veta vad som händer i det tunna gränsskiktet mellan solvinden och jordens magnetfält så måste man verkligen mäta det elektriska fältet. Jag får nog tala med författarna...
Hur mår Clustersatelliterna idag?
Satelliterna hade en garantitid på 2 år, nu har vi kört dom i 12 år.
Visst är det lite skavanker, men alla satelliter fungerar, och alla våra instrument fungerar. En gammal bil kan man ta in på service men det går ju inte här. Vi kan förstås ladda upp nya program till datorerna.
Bild: Mats André
