Eine starke Sonneneruption riss den Schweif der Magnetosphäre der Erde für ein paar Stunden ab
Im April 2023 riss eine starke Sonneneruption vorübergehend den Schweif der Sonnenmagnetosphäre ab. Während dieser zwei Stunden verschwand der Bugschock der Erde vorübergehend.
Das Ereignis ereignete sich am 24. April 2023, aber die Einzelheiten werden erst jetzt bekannt. Die Wahrheit ist, dass eine massive Störung im Sonnenwind die Magnetosphäre der Erde ohne ihren üblichen Schweif fliegen ließ. Lassen Sie uns Schritt für Schritt erklären, was geschehen ist.
Zunächst muss man sagen, dass die Erde ständig von Hochgeschwindigkeitswinden getroffen wird, einem Strom geladener Teilchen, die von der Sonne kommen. Wie Live Science berichtet, wickeln sich diese Sonnenwinde um das Magnetfeld der Erde, die sogenannte Magnetosphäre.
Die Tatsache, dass die Ergebnisse der Studie nun bekannt sind, ereignete sich im April 2023 und hielt die Erde für etwa zwei Stunden ohne den vollständigen Schutzschild der Magnetosphäre.
Die Magnetosphäre hat eine der Sonne zugewandte Seite, die als Schockbogen bekannt ist und sich ausdehnt, bis sie auf der gegenüberliegenden Seite, also der Nachtseite, in einen langen Schweif übergeht. Der Sonnenwind verändert die Struktur und die Dynamik der Magnetosphäre auf manchmal drastische Weise. Ein Blick in den Weltraum, was in anderen Körpern wie den Monden des Jupiters und auf exosolaren Planeten geschieht, hilft, diese Art von Prozess zu verstehen.
Nun hat eine kürzlich von Wissenschaftlern des NASA Goddard Space Flight Center in Greenbelt (Maryland - USA) durchgeführte Studie das Ergebnis von noch nie dagewesenen Beobachtungen dieses seltenen Phänomens, das während eines koronalen Massenauswurfs (CME) entsteht, veröffentlicht. Diese Untersuchung zeigt die Bedeutung dieser äußeren Schicht unserer Atmosphäre, die uns vor sehr gefährlicher Strahlung schützt.
Zwei Stunden weniger Schutz
CMEs bewegen sich in der Regel schneller als die Geschwindigkeit, mit der sich vibrierende Magnetfeldlinien (Alfvén-Geschwindigkeit) durch magnetisiertes Plasma bewegen, was je nach Plasmaumgebung variieren kann. Ein CME im Jahr 2023 veränderte die normale Konfiguration der Erdmagnetosphäre für etwa 2 Stunden. Die Forscher analysierten die Beobachtungen der Magnetospheric Multiscale Mission (MMS) der NASA, um herauszufinden, was passiert war.
Am 24. April 2023 beobachtete die MMS-Raumsonde, dass die Übertragungsgeschwindigkeit des Sonnenwindes zwar hoch war, die Alfvén-Geschwindigkeit während des intensiven Ausstoßes koronaler Masse jedoch noch höher war. Normalerweise bewegt sich der Sonnenwind schneller als die Alfvén-Geschwindigkeit. Diese Anomalie ließ den Schockbogen der Erde vorübergehend verschwinden.
Diese Situation ermöglichte es dem Plasma und dem Magnetfeld der Sonne, direkt mit der Magnetosphäre zu interagieren. Der Schwanz der Erdwindhülse wurde durch Strukturen ersetzt, die Alfvén-Flügel genannt werden und die die Magnetosphäre der Erde mit der Region der Sonne verbanden, die kürzlich ausgebrochen war. Diese Verbindung wirkte wie eine Autobahn, die Plasma zwischen der Magnetosphäre und der Sonne transportierte.
Weitere Beobachtungen zum Verständnis des Prozesses
Den Autoren gelang es, dieses ganz besondere Ereignis eines CME zu beschreiben, und sie gewannen neue Erkenntnisse darüber, wie die Alfvén-Flügel entstehen und sich entwickeln. Ein ähnlicher Prozess könnte auch um andere magnetisch aktive Körper in unserem Sonnensystem und im Universum ablaufen. Die Beobachtungen der Forscher legen nahe, dass die Entstehung von Polarlichtern auf dem Jupitermond Ganymed ebenfalls auf die Flügel des Alfvén zurückzuführen ist.
Die Forscher schlagen außerdem vor, in Zukunft nach ähnlichen Alfvén-Flügeln zu suchen, die auf der Erde auftreten. Diese Situation zeigt auch, wie anfällig der Schutz ist, den uns die Magnetosphäre vor der von der Sonne ausgehenden Strahlung bietet.
In der Zusammenfassung der Arbeit weist das Team unter der Leitung von Li-Jen Chen vom Goddard Space Flight Center darauf hin, dass "die berichteten Messungen unser Wissen über die Wechselwirkung von CMEs mit planetarischen Magnetosphären erweitern und neue Möglichkeiten eröffnen, um zu verstehen, wie subalf-venische Plasmaströme auf astrophysikalische Körper wie Merkur, die Monde des Jupiter und die Exoplaneten in der Nähe ihrer Wirtssterne einwirken."
Allerdings ist die Magnetosphäre der Erde nicht die einzige im Sonnensystem. Auch andere Planeten wie Merkur, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun haben eine Magnetosphäre. Ganymed, einer der Monde des Jupiters, hat dagegen ein zu schwaches Magnetfeld, um das Plasma des Sonnenwindes einzufangen. Und der Mars hat eine sehr schwache Oberflächenmagnetisierung ohne eine externe Magnetosphäre.
Quellenhinweis:
Chen, L.-J., Gershman, D., Burkholder, B., Chen, Y., Sarantos, M., Jian, L., et al. (2024). Earth's Alfvén wings driven by the April 2023 Coronal Mass Ejection. Geophysical Research Letters, 51, e2024GL108894.https://doi.org/10.1029/2024GL108894