Etwa 100.000 km von der Erde entfernt findet ein "magnetischer Krieg" statt: Es treten starke Störungen auf, in denen Plasma-" Projektile" entstehen. Wenn sie in unsere Atmosphäre einschlagen, machen sie die Polarlichter zu einem absolut fantastischen Anblick.
Aurora Borealis über Kanada, aufgenommen aus einem Flugzeug
„Wir haben die Ursache gefunden, die die Polarlichter am Himmel schimmern und tanzen lässt“, sagt Vassilis Angelopoulos, Leiter der THEMIS-Mission. Die fünf Orbiter, aus denen THEMIS besteht, wurden im Februar 2007 gestartet. Sie sollen die Magneto- und Ionosphäre der Erde sowie ihre Wechselwirkungen mit dem Sonnenwind untersuchen. Dafür haben sie alles, was sie brauchen: sowohl Sensoren für geladene Teilchen als auch Sensoren zur Messung elektromagnetischer Felder. Wir haben bereits über einige der seitdem gemachten Entdeckungen gesprochen - und alle sind irgendwie mit Polarlichtern verbunden, die genau durch die Wechselwirkung geladener Teilchen mit dem Magnetfeld der Erde entstehen. Lesen Sie: „Polarschärfen“und „Glanz des reinen Pols“.
Die neue Entdeckung wurde an einem ziemlich windstillen Tag, dem 26. Februar 2008, gemacht. Der Himmel über der Arktis war dunkel und das Magnetfeld der Erde blieb ruhig. Irgendwo weit draußen im Weltraum haben sich gerade fünf THEMIS-Sonden im "Schweif" der Magnetosphäre der Erde aufgereiht, was durch den Sonnenwind Druck erzeugt. Alles war ruhig – und plötzlich brach ein Sturm los. Unerwartet registrierten die Onboard-Sensoren der Fahrzeuge eine starke Magnetfeldstörung, die etwa 1015 J Energie freisetzte. Laut Vasilis Angelopoulos entstehen solche Emissionen beispielsweise bei einem Erdbeben der Stärke 5.
Obwohl alles innerhalb der Magnetosphäre der Erde geschah, ist diese Störung tatsächlich mit der Aktivität der Sonne verbunden. Wenn der Sonnenwind mit dem Magnetfeld unseres Planeten interagiert, dehnt er sich wie ein elastischer Ball unter dem Druck eines normalen Windes aus. Gleichzeitig sammelt sich in der Verformung selbst eine gewisse Energie an: Sobald der Druck nachlässt, neigt die Kugel dazu, in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren, genau wie das Erdmagnetfeld. Genau das geschah in diesem Moment. In diesem Fall tritt die sogenannte magnetische Rekonnektion auf - ein ziemlich häufiger Prozess im Weltraum, bei dem sich die Kraftlinien von Magnetfeldern wieder miteinander verbinden (lesen Sie mehr darüber: „Full Zero“).
Als Ergebnis all dessen bildete sich im Wiederverbindungsbereich ein Paar kolossaler Plasma-„Projektile“– Ansammlungen von Protonen und Elektronen, von denen einer direkt auf die Erde zuraste. Es kollidierte bald mit den oberen Schichten, wodurch kraftvolle und schöne Polarlichter entstanden, die nicht nur von Neugierigen, sondern auch von 20 Bodenstationen in Kanada und Alaska, die ebenfalls an der Arbeit der THEMIS-Mission beteiligt sind, aufgezeichnet wurden. (Für die Aufmerksamsten fügen wir hinzu, dass die zweite "Granate" in die entgegengesetzte Richtung ging - in den Weltraum - und ihr weiteres Schicksal unbekannt ist.)
Wissenschaftler hatten großes Glück: In diesem interessanten Moment stellte sich heraus, dass die gesamte THEMIS-Orbitalkonstellation genau so positioniert war, dass sie den gesamten Ablauf des Prozesses optimal beobachten konnte. Vier Geräte kollidierten mit einer Wolke, die zur Erde ging, und das fünfte - mit dem Gegenteil. Dies ermöglichte es, das Epizentrum des Ereignisses, das zwischen den Punkten stattfand, an denen sich der 4. und 5. Satellit befanden, leicht und genau zu bestimmen, dh etwa 130.000 km von uns entfernt. Glücklicherweise wurde keine der Sonden beschädigt. Plasma-" Projektile" sind nicht nur groß, sondern auch "Luft" -Strukturen, dünner als der leichteste Hauch in der oberen Atmosphäre. Die Fahrzeuge flogen einfach durch sie hindurch und sammelten einzigartige Daten über ihre innere Zusammensetzung.
Allerdings wird dieses friedliche Bild in größerem Maßstab viel beeindruckender. Im Maßstab unseres gesamten Planeten sieht die Sache ernster aus: Die Wolke war in ihrer Größe gerade mal halb so breit wie die Erde und zehnmal so lang. Diese ganze Sache, die sich mit einer Geschwindigkeit von mehreren zehn Kilometern pro Sekunde bewegt und mit dem Planeten kollidiert, verursacht schwerwiegende Ereignisse: Aurora leuchtet am Himmel auf und ein geomagnetischer Sturm bricht im Darm aus. Und die THEMIS-Mission verfolgte erstmals den gesamten Prozess von Anfang an, von den Störungen durch den Rückgang der Sonnenaktivität über die magnetische Wiederverbindung und das Erscheinen von Plasmawolken bis hin zu den hellen Tänzen der Aurora.
Aurora borealis kann man übrigens nicht nur sehen, sondern auch hören. Die Eskimos glauben, dass dies Stimmen von Geistern sind, und was die Wissenschaft dazu denkt, finden Sie in unserem Artikel „Der Geist des Magnetpols“.
