NASA: Ein gigantischer Bruch im Erdmagnetfeld

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  übersetzt von Dream-soldier, Copyright © 2008 Beyond Mainstream

Dezember 16. 2008: Die fünf NASA Raumstationen THEMIS haben im Erdmagnetfeld einen Bruch entdeckt, der 10 fach größer ist, als alles, was vorher angedacht war, zu existieren. Sonnenwinde können durch die Öffnung fließen, um die Magnetosphäre „aufzuladen“ für kraftvolle geomagnetische Stürme.Jedoch ist der Bruch selbst nicht die größte Überraschung. Die Forscher sind erst recht erstaunt über den merkwürdigen und unerwarteten Weg, wie es sich formte und lang andauernde Vorstellungen in der Raumphysik umstießen.

„Zunächst glaubte ich nicht daran,“ sagte der THEMIS Projektwissenschaftler des Goddard Raumflugzentrums David Sibeck. „Diese Entdeckung ändert unser Verständnis über die Interaktion der solaren Wind-Magnetosphären.“

Die Magnetosphäre ist eine Blase von Magnetismus, die die Erde einschließt und uns vor Solarwinden schützt. Die Erforschung dieser Blase ist ein Schlüsselziel der THERMIS Mission, die im Februar 2007 begann. Die große Entdeckung startete am 3. Juni 2007, als die fünf Messsonden glücklicherweise durch den Bruch flogen, gerade, als er sich öffnete. Sensoren an Bord zeichneten einen reißenden Strom von solaren Windteilchen auf, die in die Magnetosphäre strömten und ein Ereignis von unerwarteter Größe und Wichtigkeit signalisierte.

Eine der THERMIS Messsonden, die den Raum um die Erde erforschen. (Künstliche Darstellung)

„Die Öffnung war riesig – vier mal größer, als die Erde selbst,“ sagte Wenhui Li, ein Raumphysiker an der Universität von New Hempshire und sagte: „10²⁷ Teilchen pro Sekunde flogen in die Magnetiosphäre – das ist eine 1(!) mit 27 Nullen (28 ?). Diese Art des Zustroms ist eine Größenordnung, die größer ist, als wir für möglich gehalten hatten.“

Das Ereignis begann mit einer kleinen Warnung, als ein mäßiger Windstoß eines Solarwinds einen Bündel von Magnetfeldern von der Sonne zur Erde ausgebracht wurde. Wie ein Tintenfisch, der seine Tentakel um eine große Muschel umhüllt, überfielen solare Magnetfelder selbständig um die Magnetosphäre herum und knackten sie zur Öffnung. Dieser Riss wurde durch einen Prozess einer „magnetischen Rückverbindung“ vollendet. Hoch über den Erdpolen verbanden (Rückverbindungen) sich solare und irdische Magnetfelder, um eine Art Kanäle für Solarwinde zu erzeugen. Kanäle über der Arktis und der Antarktis breiteten sich schnell aus; in Minuten überlappten sie den irdischen Äquator, um den größten magnetischen Bruch zu erzeugen, der jemals durch erdgebundene Raumsonden aufgezeichnet wurde.

Ein Computermodell eines Solarwindes, der das irdische Magnetfeld am 3. Juni 2007 umfließt. Die Hintergrundfarbe stellt die Dichte des Solarwinds dar, Rot ist eine hohe Dichte, Blau eine niedrige. Die kräftigen schwarzen Linien zeigen die äußere Grenze des irdischen Magnetfeldes. Man beachte die Schicht von relativ dichtem Material unter den Spitzen der weißen Pfeile; das ist der Solarwind, der in das irdische Magnetfeld durch den Bruch eintritt. (Jimmy Raeder/UNH)

Die Größe des Bruchs überraschten die Forscher. „Solche Dinge haben wir bisher schon gesehen,“ sagte Reader, „aber noch nie etwas in dieser riesigen Größe. Die ganze Tagesseite der Magnetosphäre war gegenüber dem Solarwind offen.“

Die Umstände waren sogar noch überraschender. Raumphysiker glaubten lange, dass sich Löcher in der irdischen Magnetosphäre nur als Antwort auf die Solarmagnetfelder öffnen, wenn sie nach Süden zeigt. Der große Bruch im Juni 2007 jedoch öffnete sich als Antwort auf das Solarmagnetfeld, das nach Norden zeigt.

Für einen Laien klingt dies vielleicht wie Wortklauberei, aber für einen Raumphysiker ist es fast seismisch,“ sagte Sibeck. „Als ich es meinen Kollegen erzählte, reagierten die meisten mit Skepsis, als würde ich versuchen, sie zu überzeugen, dass die Sonne im Westen aufgeht.“

Hier kommt, warum sie ihren Ohren nicht trauten: Der Solarwind drückt gegen das irdische Magnetfeld fast direkt über dem Äquator, wo das Magnetfeld unseres Planeten sich nach Norden richtet. Angenommen, ein Bündel von Solarwind kommt vorbei und richtet sich auch nach Norden. Die zwei Felder sollten sich verstärken, eine Verstärkung der irdisch-magnetischen Verteidigung und schlägt die Tür für den Solarwind zu. In der Sprache der Raumphysiker: ein nach Norden zeigendes Solarmagnetfeld wird nördlicher IWF genannt und ist ein Synonym für oberes Schutzschild!

„Deshalb kann man sich unsere Überraschung vorstellen, als ein nördlicher IWF vorbei kam und stattdessen das obere Schutzschild eliminierte,“ sagte Sibeck. „Dies stürzte unser Verständnis für die Dinge vollkommen um.“

Nördliche IWF Ereignisse lösen eigentlich keine geomagnetischen Stürme aus, bemerkte Reader, aber sie bereiten den Boden für Stürme durch die Aufladung der Magnetosphäre mit Plasma. Eine aufgeladene Magnetosphäre ist Grundlage für Auroras, Stromausfälle und andere Störungen, die folgen können, wenn, angenommen, ein CME (koronaler Massenausbruch) eintritt.

Die kommenden Jahre konnten besonders lebhaft werden. Readers erklärt: „Wir treten in den Sonnenzyklus 24 ein. Aus Gründen, die noch nicht verstanden sind, tendieren CMEs in geradzahligen Solarzyklen (wie 24) dazu, die Erde mit seinem vordersten Rand zu treffen, der nördlich magnetisiert ist. Solch eine CME würde einen Bruch verursachen und die Magnetosphäre mit Plasma aufladen, gerade bevor der Sturm kommt. Es ist die perfekte Reihenfolge für ein wirklich großes Ereignis."

Sibeck stimmt überein. "Dies könnte stärkere geomagnetische Stürme auslösen, als wir in vielen Jahren gesehen haben."

Eine Videoversion dieser Geschichte kann  hier gefunden werden. Mehr Informationen zur THEMIS Expedition, besucht : nasa.gov/themis