Der Raum über der Erde scheint leer zu sein. Dies ist jedoch ein echter Karneval voller Magnetfeldlinien und energiereicher Partikel. Dieser Bereich wird als Magnetosphäre bezeichnet. Jeden Tag arrangieren geladene Teilchen eine Show, schießen und tauchen durch sie hindurch. Hochenergieelektronen folgen den Linien des Magnetfeldes. Während der magnetischen Wiederverbindung, in der explosive Linienkollisionen auftreten, werden die Partikel manchmal mit einer solchen Flugbahn entfernt, als würden sie aus einer Kanone abgefeuert.
Natürlich können diese Prozesse nicht mit bloßem Auge gesehen werden. Daher werden bei der NASA spezielle Werkzeuge eingesetzt. Die Mission von MMS (Magnetospheric Multiscale) ist eines dieser Geräte. Die neue Studie verwendete die erhaltenen MMS-Informationen, um das Verständnis der Bewegung von Elektronen zu verbessern.
Wissenschaftler beobachteten komplexe Elektronen auf der Erde und stellten fest, dass Partikel am Rand der Magnetosphäre häufig schwingen, wenn sie sich bewegen, während sie beschleunigen. Die Erkennung von Bereichen, in denen Elektronen beschleunigt werden, ist der Schlüssel zum Verständnis eines der Geheimnisse der Magnetosphäre: Wie magnetische Energie in kinetische (Teilchenbewegung) umgewandelt wird. Diese Informationen würden dazu beitragen, Schutztechnologien zu entwickeln, da beschleunigte, energiereiche Partikel den Betrieb von Satelliten stören können.
Die Visualisierung demonstriert die Bewegung eines Elektrons im Bereich der magnetischen Wiederverbindung. Wenn sich das Raumfahrzeug dem Wiederverbindungspunkt nähert, werden die ersten hochenergetischen Partikel und dann die energiearmen Partikel sichtbar.
Die letzte Studie enthüllte einen neuen Weg, um Gebiete zu finden, in denen Elektronen beschleunigt werden. Bisher konzentrierten sich die Wissenschaftler auf energiearme Elektronen, doch diesmal entschieden sie sich, energiereiche Elektronen in Betracht zu ziehen.
Eine solche Aufgabe kann nur durch das einzigartige Design von MMS gelöst werden, das 4 Raumfahrzeuge verwendet, die sich in einer engen tetraedrischen Formation bewegen. Dies liefert eine qualitative Messung der zeitlichen und räumlichen Auflösung des magnetischen Wiederverbindungsbereichs. Die Ergebnisse werden Wissenschaftlern dabei helfen, die Mikrophysik der magnetischen Wiederverbindung zu erforschen und die Wirkung von Elektronen auf die Erde besser zu verstehen.
