地球の磁場はドラムのようにブームですが、誰もそれを聞くことができません

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衝動がシールドの外側の境界(マグネトポーズと呼ばれる領域)に当たるたびに、表面から波紋が揺れ、パーカッショニストが叩くドラムの表面が波打つように、磁極に到達すると反射されます。

そして(ドラムロール)これは、45年前に研究者が磁気一時停止のようなドラムのアイデアをテクノロジーが直接記録したというアイデアを提案して以来初めてのことであると研究者たちは述べた。

昼と夜の磁気圏、つまり地球と太陽の間の磁場の側面は広大な場所です。ロンドンのクイーンメリー大学の宇宙プラズマ物理学者である研究主任研究員のマーティンアーチャー氏は、通常、地球の半径の約10倍、つまり太陽に向かって約41,000マイル(66,000キロメートル)伸びます。

このアーティストの表現では、プラズマジェットの衝撃(黄色)により、磁気圏境界(青)と磁気圏(緑)に定在波が生成されます。 4つのTHEMISプローブの外側のグループは、各衛星の磁気圏界面の羽ばたきを連続して記録しました。 (画像クレジット:E. Masongsong / UCLA、M。Archer / QMUL、H。Hietala / UTU)

磁気圏界面の動きは、地球の宇宙環境内のエネルギーの流れに影響を与える可能性がある、とアーチャーは述べた。たとえば、磁気圏界面は、太陽風や、太陽から吹き出るプラズマの形をした荷電粒子の影響を受ける可能性があります。次に、磁気圏界面とのこれらの相互作用は、電力網やGPSデバイスなどのテクノロジーを損傷する可能性があります。

物理学者たちは宇宙からの爆風がマグネトポーズをドラムのように振動させることができると提案しましたが、実際にそれを見たことがありませんでした。アーチャーは、これがキャプチャするのが難しい現象であることを知っていました。適切な場所に適切なタイミングで複数の衛星が必要になります(つまり、磁気圏界面が強力な衝撃で爆破されたのと同じです)。これらの衛星は、振動を捕捉するだけでなく、太鼓のような波を引き起こしたり寄与したかもしれない他の要因も除外することが期待されていました。

しかし、アーチャーと彼のチームは理解されておらず、元の理論から省略された特定の複雑さを考慮して、これらの太鼓のような振動の理論を研究したと、アーチャーはライブサイエンスに語った。 「これには、日中の磁気圏全体のより現実的なモデルを組み合わせること、および鋭いインパルスに対する磁気圏の応答のグローバルなコンピューターシミュレーションを実行することが含まれました。」

これらのモデルとシミュレーションは、「衛星観測で検索するためのテスト可能な予測を私たちに与えた」と彼は言った。

次に、科学者たちは「このドラムの明白な証拠を与えるために必要となるであろう基準のリスト」をまとめた、とアーチャーは言った。これらの基準は厳格であり、磁気圏境界の近くに少なくとも4つの衛星が連続して存在する必要がありました。それから初めて、研究者は推進力、境界の動き、および磁気圏内の特徴的な音に関するデータを収集することができたと彼は言った。

驚くべきことに、すべてが研究者たちにとって適切なものになりました。 NASAのイベントの時間履歴とサブストーム中のマクロスケールの相互作用(THEMIS)ミッションには、オーロラポラリスまたはポーラーライトを研究していた5つの同一のプローブがあります。これらの宇宙船は、アーチャーと彼のチームが磁気圏がドラムのように振動したことを確認するために必要なすべてのボックスをチェックすることができたと彼は言った。

「マグネトポーズが強い衝動にぶつかると、ドラムのように定在波パターンで振動するという最初の直接的で明白な観測的証拠を発見した」とアーチャー氏は語った。 「最初の理論から45年を考えると、それらは単に発生しないかもしれないと示唆されていたが、我々はそれらが可能であることを示した。」

アーチャーは彼が作成したビデオでその発見をより詳細に説明しています。

発見はアーチャーの耳に音楽だった。

「地球の磁場は巨大な楽器であり、その交響曲は宇宙天気を通じて私たちに大きな影響を与えます」と彼は言った。 「私たちは何十年にもわたって管楽器や弦楽器のアナログがその中で発生することを知っていましたが、今ではミックスにパーカッションを追加することもできます。」

しかし、これらの振動を空間で聞くことは基本的に不可能です。 「私たちが検出した周波数-1.8ミリヘルツと3.3ミリヘルツ-は、10,000倍以上の低音で、人間の耳には聞こえません」とArcher氏は述べています。

さらに、「宇宙には粒子が非常に少ないため、振動に関連する圧力は鼓膜を動かすほど強くはない」と彼は述べた。データを聞くために、彼と彼のチームは「THEMISプローブに搭載された敏感な機器からのデータを操作して、信号を私たちが聞き取れる何かに変換する」必要がありました。

編集者のメモ:ストーリーが修正され、メガヘルツからミリヘルツに変更されました。ミリヘルツはヘルツの1000分の1です。そのため、磁気圏界面からの周波数のピッチが低すぎて、人間の耳で聞くことができません。

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