Una magnetosfera è la regione intorno a un pianeta dominata dal campo magnetico del pianeta. Altri pianeti del nostro sistema solare hanno magnetosfere, ma la Terra ha la più forte di tutti i pianeti rocciosi: La magnetosfera terrestre è una vasta bolla a forma di cometa, che ha giocato un ruolo cruciale nell’abitabilità del nostro pianeta. La vita sulla Terra si è inizialmente sviluppata e continua ad essere sostenuta sotto la protezione di questo ambiente magnetico. La magnetosfera protegge il nostro pianeta dalle radiazioni solari e dalle particelle cosmiche, così come dall’erosione dell’atmosfera da parte del vento solare – il flusso costante di particelle cariche che scendono dal sole.
La magnetosfera della Terra è parte di un sistema dinamico e interconnesso che risponde alle condizioni solari, planetarie e interstellari. È generata dal movimento convettivo del ferro carico e fuso, molto al di sotto della superficie nel nucleo esterno della Terra. Il bombardamento costante del vento solare comprime il lato rivolto al sole del nostro campo magnetico. Il lato rivolto al sole, o lato giorno, si estende per una distanza di circa sei a 10 volte il raggio della Terra. Il lato della magnetosfera rivolto lontano dal sole – il lato notte – si estende in un’immensa coda magnetica, che fluttua in lunghezza e può misurare centinaia di raggi terrestri, ben oltre l’orbita della luna a 60 raggi terrestri.
L’eliofisica della NASA studia la magnetosfera per capire meglio il suo ruolo nel nostro ambiente spaziale. Tale ricerca aiuta a svelare la fisica fondamentale dello spazio, che è dominato da complesse interazioni elettromagnetiche diverse da quelle che sperimentiamo quotidianamente sulla Terra. Studiando questo ambiente spaziale vicino a casa, possiamo capire meglio la natura dello spazio in tutto l’universo. Inoltre, il tempo spaziale all’interno della magnetosfera – dove risiedono molti dei nostri veicoli spaziali – può talvolta avere effetti negativi sulla tecnologia spaziale e sui sistemi di comunicazione. Una migliore comprensione della scienza della magnetosfera aiuta a migliorare i nostri modelli meteorologici spaziali.
Gli studi della NASA sulla magnetosfera includono ricerche su: la comprensione della natura dei fenomeni elettromagnetici nello spazio vicino alla Terra; come lo spazio vicino alla Terra risponde a stimoli esterni e interni; come l’accoppiata atmosfera media e superiore risponde a fattori esterni; e come le varie regioni della magnetosfera e dell’atmosfera superiore interagiscono tra loro.
Le missioni eliofisiche della NASA che contribuiscono alla ricerca magnetosferica sono: Balloon Array for Radiation-belt Relativistic Electron Losses; Geotail; la missione Magnetospheric Multiscale, Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms; Two Wide-Angle Imaging Neutral-Atom Spectrometers; e le Van Allen Probes. Inoltre, gli strumenti su altre missioni della NASA — per esempio, Juno, che osserva Giove — osservano la magnetosfera di altri pianeti.