Ogni volta che un impulso colpisce il confine esterno dello scudo - una regione nota come magnetopausa - i sussulti si increspano attraverso la sua superficie e poi vengono riflessi quando raggiungono i poli magnetici, proprio come la faccia di un tamburo si increspa mentre un percussionista lo batte.
E (rullo di tamburi) questa è la prima volta da quando i ricercatori hanno proposto l'idea della magnetopausa-come-un-tamburo 45 anni fa che la tecnologia ha registrato direttamente il fenomeno, hanno detto i ricercatori.
La magnetosfera diurna, il lato del campo magnetico direttamente tra la Terra e il sole, è un luogo vasto. Di solito si estende circa 10 volte il raggio della Terra verso il sole, o circa 41.000 miglia (66.000 chilometri), ha detto il ricercatore capo studio Martin Archer, un fisico del plasma spaziale presso la Queen Mary University di Londra.
I movimenti nella magnetopausa possono influire sul flusso di energia all'interno dell'ambiente spaziale terrestre, ha osservato Archer. Ad esempio, la magnetopausa può essere influenzata dal vento solare, nonché da particelle cariche sotto forma di plasma che soffiano dal sole. Queste interazioni con la magnetopausa, a loro volta, possono potenzialmente danneggiare la tecnologia, comprese le reti elettriche e i dispositivi GPS.
Sebbene i fisici avessero proposto che esplosioni dallo spazio potessero vibrare la magnetopausa come un tamburo, non l'avevano mai vista in azione. Archer sapeva che questo sarebbe stato un fenomeno stimolante da catturare; uno avrebbe bisogno di diversi satelliti nei posti giusti al momento giusto (cioè, proprio come la magnetopausa è stata fatta esplodere con un forte impulso). Si sperava che questi satelliti non solo catturassero le vibrazioni, ma escludessero anche altri fattori che potrebbero aver causato o contribuito alle onde simili a tamburi.
Ma Archer e il suo team erano imperterriti e hanno studiato la teoria di queste oscillazioni simili a tamburi, tenendo conto di alcune complessità che sono state omesse dalla teoria originale, Archer ha detto a Live Science. "Ciò ha comportato la combinazione di modelli più realistici dell'intera magnetosfera diurna, nonché l'esecuzione di simulazioni al computer globali della risposta della magnetosfera a forti impulsi."
Questi modelli e simulazioni "ci hanno fornito previsioni verificabili da cercare nelle osservazioni satellitari", ha affermato.
Successivamente, gli scienziati hanno compilato "un elenco di criteri che sarebbero necessari per fornire prove inequivocabili di questo tamburo", ha detto Archer. Questi criteri erano rigorosi e richiedevano la presenza di almeno quattro satelliti di fila vicino al confine della magnetosfera. Solo allora i ricercatori hanno potuto raccogliere dati sull'impulso di guida, sul movimento del confine e sui suoni distintivi all'interno della magnetosfera, ha affermato.
Sorprendentemente, tutto è andato a posto per i ricercatori. La missione NASA Cronologia temporale degli eventi e Interazioni macroscale durante le Substorms (THEMIS) ha cinque sonde identiche che stavano studiando l'aurora polare o le luci polari. Questi veicoli spaziali sono stati in grado di spuntare tutte le scatole di cui Archer e il suo team avevano bisogno per confermare che la magnetosfera vibrava come un tamburo, ha detto.
"Abbiamo trovato la prima prova osservativa diretta e inequivocabile che la magnetopausa vibra in un modello di onda stazionaria, come un tamburo, quando viene colpito da un forte impulso", ha detto Archer. "Dati i 45 anni dalla teoria iniziale, era stato suggerito che semplicemente non potevano verificarsi, ma abbiamo dimostrato che sono possibili."
Archer descrive la scoperta in modo più dettagliato in un video che ha creato.
La scoperta è stata musica per le orecchie di Archer.
"Il campo magnetico terrestre è uno strumento musicale gigantesco la cui sinfonia ci influenza notevolmente attraverso il tempo spaziale", ha detto. "Abbiamo conosciuto analoghi agli strumenti a fiato e ad arco che si verificano al suo interno per decenni, ma ora possiamo anche aggiungere alcune percussioni al mix."
Tuttavia, è praticamente impossibile ascoltare queste vibrazioni nello spazio. "Le frequenze che abbiamo rilevato - 1,8 e 3,3 millihertz - sono oltre 10.000 volte troppo basse in tono per essere udibili dall'orecchio umano", ha detto Archer.
Inoltre, "ci sono così poche particelle nello spazio, che le pressioni associate alle oscillazioni non sarebbero abbastanza forti da spostare un timpano", ha osservato. Per ascoltare i dati, lui e il suo team hanno dovuto "manipolare i dati dagli strumenti sensibili a bordo delle sonde THEMIS per convertire i segnali in qualcosa di udibile per noi".
Nota dell'editore: La storia è stata corretta per cambiare megahertz in millihertz. Un millihertz è mille volte più piccolo di un Hertz, motivo per cui le frequenze della magnetopausa hanno un tono troppo basso per essere udito dall'orecchio umano.
