Een magnetosfeer is het gebied rond een planeet dat gedomineerd wordt door het magnetisch veld van de planeet. Andere planeten in ons zonnestelsel hebben magnetosferen, maar de aarde heeft de sterkste van alle rotsachtige planeten: De magnetosfeer van de aarde is een enorme, komeetvormige bel, die een cruciale rol heeft gespeeld bij de bewoonbaarheid van onze planeet. Het leven op aarde ontwikkelde zich aanvankelijk onder de bescherming van deze magnetische omgeving en wordt nog steeds in stand gehouden. De magnetosfeer beschermt onze planeet tegen straling van de zon en kosmische deeltjes, en tegen erosie van de atmosfeer door de zonnewind – de constante stroom geladen deeltjes die van de zon afkomt.
De magnetosfeer van de aarde is onderdeel van een dynamisch, onderling verbonden systeem dat reageert op de omstandigheden van de zon, de planeet en de interstellaire ruimte. Hij ontstaat door de convectieve beweging van geladen, gesmolten ijzer, ver onder het oppervlak in de buitenkern van de aarde. Door het constante bombardement van de zonnewind wordt de naar de zon gerichte kant van ons magnetisch veld samengedrukt. De naar de zon gerichte kant, of dagkant, strekt zich uit over een afstand van ongeveer zes tot tien maal de straal van de aarde. De van de zon afgekeerde kant van de magnetosfeer – de nachtzijde – strekt zich uit tot een immense magnetotail, die in lengte fluctueert en honderden aardstralen kan meten, ver voorbij de baan van de maan op 60 aardstralen.
De heliofysica van het NASA bestudeert de magnetosfeer om de rol ervan in onze ruimteomgeving beter te begrijpen. Dergelijk onderzoek helpt bij het ontrafelen van de fundamentele fysica van de ruimte, die wordt gedomineerd door complexe elektromagnetische interacties in tegenstelling tot wat we dagelijks op aarde ervaren. Door deze ruimteomgeving dicht bij huis te bestuderen, kunnen we de aard van de ruimte in het heelal beter begrijpen. Bovendien kan ruimteweer binnen de magnetosfeer – waar veel van onze ruimtevaartuigen zich bevinden – soms nadelige gevolgen hebben voor ruimtetechnologie en communicatiesystemen. Een beter begrip van de wetenschap van de magnetosfeer helpt onze modellen voor ruimteweer te verbeteren.
NASA’s studies van de magnetosfeer omvatten onderzoek naar: het begrijpen van de aard van de elektromagnetische verschijnselen in de ruimte nabij de Aarde; hoe de ruimte nabij de Aarde reageert op externe en interne stimuli; hoe de gekoppelde middelste en bovenste atmosfeer reageren op externe factoren; en hoe de verschillende regio’s van de magnetosfeer en bovenste atmosfeer met elkaar interageren.
NASA heliofysica missies die bijdragen aan magnetosferisch onderzoek zijn: Balloon Array for Radiation-belt Relativistic Electron Losses; Geotail; de Magnetospheric Multiscale missie, Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms; Two Wide-Angle Imaging Neutral-Atom Spectrometers; en de Van Allen Probes. Bovendien nemen instrumenten op andere NASA-missies – bijvoorbeeld Juno, die Jupiter observeert – de magnetosfeer van andere planeten waar.