Wissenschaftler aus Alaska entdecken ein neues Phänomen, das die Magnetosphäre der Erde beeinflusst
Wissenschaftler haben eine neue Art von elektromagnetischer Welle entdeckt, die eine enorme Menge an Energie in die Magnetosphäre trägt und den Strahlungsgürtel des Planeten beeinflusst.
Der Strahlungsgürtel der Erde, auch Van-Allen-Gürtel genannt, ist eine Region um den Planeten, in der geladene Teilchen im Magnetfeld gefangen sind. Bei diesen Teilchen handelt es sich hauptsächlich um hochenergetische Elektronen, die vor allem aus dem Sonnenwind stammen.
Der Gürtel besteht aus zwei ringförmigen Regionen: Die innere Region beginnt in einer Höhe von etwa 1000 Kilometern und erstreckt sich bis zu 3000 Kilometern von der Erdoberfläche entfernt. Die äußere Region bildet sich in einer Entfernung von 20 000 bis 30 000 Kilometern vom Erdmittelpunkt.
Der Van-Allen-Gürtel ist eine Region, in der verschiedene atmosphärische Phänomene auftreten, die auf die Konzentration von Teilchen im Magnetfeld der Erde zurückzuführen sind. Er wurde 1958 von dem amerikanischen Physiker James Van Allen entdeckt.
Nun haben zwei Wissenschaftler der University of Alaska Fairbanks eine neue Art von elektromagnetischer Welle entdeckt , die eine beträchtliche Menge an Energie in die Magnetosphäre transportiert und auf den Van-Allen-Gürtel trifft. Ihre Ergebnisse wurden kürzlich in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht.
Neues Phänomen, das die Magnetosphäre beeinflusst
Die Forscher Vikas Sonwalkar und Amani Reddy entdeckten, dass diese neue Welle Energie aus terrestrischen Strahlen transportiert, die in niedrigen Breitengraden in die Ionosphäre der Erde eindringt, die Magnetosphäre erreicht und auf diese Region einwirkt. Die Energie wird von der unteren Grenze der Ionosphäre in einer Höhe von etwa 88,5 Kilometern auf der gegenüberliegenden Hemisphäre nach oben reflektiert.
¿Sabías que la Tierra está rodeada por dos cinturones de radiación? Se trata de los cinturones de Van Allen (no confundir con Van Halen, la banda de rock duro) y algunos conspiracionistas han llegado a plantear que, en realidad, son impenetrables... ¡Vamos a descubrir qué son! pic.twitter.com/B2TsYgq7C9
— Álex Riveiro (@alex_riveiro) January 18, 2018
Früher glaubte man, dass diese Energie, die in niedrigen Breiten in die Ionosphäre eintrat, in der Ionosphäre gefangen war und daher die Strahlungsgürtel nicht erreichte.
Die Magnetosphäre ist das Magnetfeld, das die Erde umgibt und uns vor den schädlichen geladenen Teilchen des Sonnenwindes schützt. Die Ionosphäre ist eine Schicht der äußeren Atmosphäre, die durch eine hohe Konzentration von Ionen und Elektronen gekennzeichnet ist; sie wird durch Sonnenstrahlung und kosmische Strahlung ionisiert.
Die Wissenschaftler haben gezeigt, dass der Gesamtbeitrag der globalen Strahlungsenergie zur Magnetosphäre doppelt so hoch ist wie die bisherigen Schätzungen, was bedeutet, dass die Schätzungen der Auswirkungen dieser Energie auf den Strahlungsgürtel der Erde grundlegend überarbeitet werden müssen.
Die Energie, die in die Ionosphäre in höheren Breiten eindringt, erreicht die Magnetosphäre in Form einer anderen Art von Pfeifen, die als "magnetosphärisch reflektiertes Pfeifen" bezeichnet wird und die innerhalb der Magnetosphäre eine oder mehrere Reflexionen erfährt.
Die Studie zeigte, dass beide Arten von "Pfeifen" in der Magnetosphäre koexistieren, und dass "spiegelnd reflektierte" Pfeifen ein häufiges Phänomen in der Magnetosphäre sind.
"Dies bedeutet, dass spiegelnd reflektierte Pfeifen wahrscheinlich mehr Energie von der Erdstrahlung in die Magnetosphäre transportieren als magnetosphärisch reflektierte Pfeifen", erklärt Sonwalkar, Professor am Fachbereich Elektrotechnik der University of Alaska Fairbanks.
Die Bedeutung der Studie
Wie Wissenschaftler erklären, sind moderne Kommunikations- und Navigationssysteme, Satelliten und Raumfahrzeuge mit Astronauten an Bord in Strahlungsgürteln mit schädlichen Energieteilchen konfrontiert , die elektronische Bauteile beschädigen und sogar Krebs verursachen können.
Für Sonwalkar ist es daher " von entscheidender Bedeutung, die Strahlungsgürtel und die Vielfalt der elektromagnetischen Wellen, einschließlich der von der Erdstrahlung verursachten, die auf sie einwirken , besser zu kennen , damit der Mensch im Weltraum arbeiten kann".
Quellenhinweis:
Sonwalkar, V. S. ; Reddy, A. Specularly reflected whistler: A low-latitude channel to couple lightning energy to the magnetosphere. Science Advances, v. 10, n. 33, 2024.