Die Sonne entsendet ständig einen Plasmastrom elektrisch geladener Teilchen in den Weltraum. Das irdische Magnetfeld gilt als Schutzschild vor diesem aggressiven Sonnenwind. Sonnenplasma-Jets können die Grenzregion zwischen dem Sonnenwind und der Erdatmosphäre - die Magnetopause - jedoch ordentlich ins Schwingen bringen, wie Forscher des Grazer IWF mit internationalen Kollegen berichteten.
Wie stark der von der Sonne ausgehende Teilchen- und Strahlenstrom ist, macht die Verformung des irdischen Magnetfelds deutlich. Durch den Sonnenwind werden dessen Feldlinien auf der sonnenzugewandten Seite stark zusammengedrückt, auf der abgewandten Seite dagegen schweifartig ausgezogen. Seit rund zwölf Jahren sind Satelliten der NASA im All unterwegs, um im Rahmen der Mission "Themis" die Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und dem Erdmagnetfeld in räumlicher und zeitlicher Auflösung zu untersuchen. Dabei liefern die fünf identischen Satelliten noch immer neue Erkenntnisse zu dieser Schutzhülle und den Prozessen, die darin ablaufen.
Stehende Wellen auf der Außenhaut des Erdmagnetfeldes
Dem Team des Grazer Instituts für Weltraumforschung (IWF)der Österreichischen Akademie der Wissenschaften ist bei der Auswertung der Daten nun erstmals gemeinsam mit internationalen Kollegen der Nachweis von stehenden Wellen auf der Außenhaut des Erdmagnetfeldes - der Magnetopause - gelungen. Damit seien bisherige theoretische Vorhersagen erstmals auch durch Beobachtung bestätigt worden.
Die "Hochgeschwindigkeits-Jets" aus Sonnenwindteilchen können auf der sonnenzugewandten Seite das Erdmagnetfeld wie eine Trommel zum Schwingen bringen, erklärte IWF-Forscher Ferdinand Plaschke, Co-Auto der am Dienstag im Fachjournal "Nature Communications" veröffentlichten Studie. Der Plasmajet der Sonne wirke dabei wie ein Schlägel, der auf eine Trommelmembran trifft.
Ernste Gefahr für technisierte Welt
Sonnenwinde und insbesondere die Sonnenstürme, die mit hoher Geschwindigkeit über die Erde fegen, sind eine zentrale Ursache für starke Störungen der Erdmagnetosphäre und eine ernste Gefahr für die technisierte Gesellschaft. Seit erkannt wurde, wie sehr Kommunikations- und Navigationssysteme und Energienetze durch sie gefährdet werden können, gewinnt die Erforschung ihrer Entstehung und das Zusammenspiel mit dem Magnetfeld der Erde an Bedeutung. Das beschäftigt auch die Forscher des Grazer IWF. Die im Jahr 2007 gestartete NASA-Mission "Themis" besteht aus fünf Kleinsatelliten, welche die Wechselwirkungen zwischen Erdmagnetfeld und der Sonne in räumlicher und zeitlicher Auflösung erforschen. Das IWF hat nicht nur an der Erstellung des Missionskonzepts mitgearbeitet, sondern ist auch am Magnetometerexperiment und der wissenschaftlichen Datenauswertung beteiligt.