Nghiên cứu tiên phong do Tiến sĩ Michael Starkey thuộc Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) dẫn đầu đã cung cấp bằng chứng quan sát được về sự hiện diện của các ion bị cuốn theo (PUI) và hoạt động sóng liên quan trong gió Mặt Trời gần Trái Đất.
Những phát hiện này, được thực hiện bằng Sứ mệnh Đa Tầng Từ quyển (MMS) của NASA, bắt đầu vào năm 2015, đã sử dụng bốn tàu vũ trụ để nghiên cứu từ quyển của Trái Đất. Các ion bị cuốn theo được hình thành khi các hạt trung hòa di chuyển qua nhật quyển bị ion hóa trong gió Mặt Trời. Sau khi được tích điện, các ion này bị "kéo" theo dòng chảy của Mặt Trời và bắt đầu quay quanh từ trường cục bộ, tạo thành một quần thể plasma với các đặc điểm riêng biệt so với các hạt gió Mặt Trời thông thường.
Các quan sát của MMS cho thấy các PUI thể hiện sự phân bố vận tốc điển hình mà không có sự hiện diện của các quần thể ion hoặc electron năng lượng đáng kể khác. Phân tích hoạt động sóng được thực hiện bằng cách kết hợp dữ liệu từ trường thu thập bởi sứ mệnh với các mô hình lý thuyết mô tả cách các sóng này phát triển khi có PUI.
Tiến sĩ Starkey cho biết: "Kết quả của nghiên cứu này chỉ ra rằng PUI có thể tạo ra sóng trong gió Mặt Trời gần Trái Đất và nhấn mạnh sự cần thiết phải nghiên cứu thống kê sâu rộng hơn về các quá trình này. Có khả năng PUI đóng vai trò quan trọng hơn trong việc làm nóng và chuẩn hóa gió Mặt Trời gần Trái Đất so với những gì chúng ta từng nghĩ, điều này sẽ có ý nghĩa quan trọng đối với các mô hình động lực học gió Mặt Trời trong toàn bộ nhật quyển." Bằng cách mô hình hóa riêng các thành phần ion (gió Mặt Trời và PUI), các nhà nghiên cứu đã xác định được các quần thể chịu trách nhiệm cho các sóng quan sát được. Họ kết luận rằng chúng có khả năng được tạo ra bởi các PUI heli và/hoặc hydro, mặc dù những hạn chế về thiết bị đã ngăn cản việc xác định chính xác các loài ion liên quan.
Ở khoảng cách xa hơn từ Mặt Trời, mật độ tương đối của PUI trong gió Mặt Trời tăng lên, làm khuếch đại vai trò của chúng trong các quá trình làm nóng và chuẩn hóa thông qua tương tác sóng-hạt. Ở rìa Hệ Mặt Trời, chúng đóng góp đáng kể vào áp suất động tổng thể của gió Mặt Trời, ảnh hưởng đến các hiện tượng tại vùng sốc chấm dứt và trong "vùng vỏ nhật quyển". Tiến sĩ Starkey nói thêm: "Gần Trái Đất, cường độ của PUI tương đối thấp và đóng góp của chúng vào tương tác sóng-hạt trong gió Mặt Trời thường được coi là không đáng kể. Nếu giả định này không chính xác, thì các lý thuyết và mô hình hiện tại về sự tiến hóa của gió Mặt Trời trong nhật quyển sẽ cần phải được xem xét lại."
Nghiên cứu này, được công bố trên Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý: Vật lý Không gian, nhấn mạnh tầm quan trọng tiếp tục của nghiên cứu về gió Mặt Trời và sự tương tác của nó với từ quyển Trái Đất để hiểu rõ hơn các quá trình ảnh hưởng đến thời tiết không gian và bảo vệ cơ sở hạ tầng nhạy cảm của chúng ta khỏi các tác động này. Một nghiên cứu khác của SwRI do Tiến sĩ Keiichi Ogasawara dẫn đầu đã khám phá cách hoạt động của Mặt Trời ảnh hưởng đến vận tốc của các ion heli bị cuốn theo, cho thấy chúng có thể là nguồn gốc của các hạt năng lượng Mặt Trời (SEP), những hạt này có thể gây ra rủi ro bức xạ cho các nhà du hành vũ trụ và tàu vũ trụ. Các phát hiện này làm sáng tỏ thêm vai trò phức tạp của các ion bị cuốn theo trong môi trường không gian của chúng ta.