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CLUSTER
Der magnetischen Rekonnexion auf der Spur
Redaktion / Pressemitteilung des Instituts für Weltraumforschung der ÖAW
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15. Dezember 2015

In der Magnetosphäre unserer Erde spielen sich faszinierende Prozesse ab, die man auch an anderen Stellen im Sonnensystem beobachten kann. Die magnetische Rekonnexion lässt beispielsweise Sonnenstürme entstehen, die auch das Leben auf der Erde beeinflussen können. Jetzt wurde dieser Prozess im Magnetschweif der Erde beobachtet.

Flussröhren

Künstlerische Darstellung der magnetischen Flussröhren in der Diffusionsregion der Erdmagnetosphäre. Bild: CAS/R. Wang  [Großansicht]

Ein internationales Forscherteam liefert in einer Studie neue Erkenntnisse über den dynamischsten Prozess im Magnetschweif der Erde. Diese magnetische Rekonnexion ist ein wichtiger Prozess, der überall auftritt und bei vielen Planeten und der Sonne bereits beobachtet wurde, zuletzt im Saturnsystem. Er bezeichnet abrupte Magnetfeldänderungen in der Plasma-Umgebung eines Planeten oder Sterns, wodurch enorme Energiemengen frei gesetzt werden und magnetische Energie in Plasmaenergie umgewandelt wird.

Wissenschaftler wollen diesen Prozess vor allem deshalb besser verstehen, weil er hauptverantwortlich für die Entstehung von Weltraumwetterstürmen ist, die gefährliche Auswirkungen auf den erdnahen Weltraum, die Ionosphäre und sogar terrestrische Versorgungsleitungen haben können. Der Magnetschweif der Erde erstreckt sich auf der sonnenabgewandten Seite unseres Planeten über mehrere hunderttausend Kilometer ins All und enthält eine gasförmige Füllung aus Elektronen und Ionen. Seine Form wird durch den Sonnenwind bestimmt.

"Am genauesten kann man den Rekonnexionsprozess in der Erdmagnetosphäre untersuchen, weil dort ganze Satelliten-Flotten zum Einsatz kommen", erläutert die Magnetosphärenforscherin Rumi Nakamura vom Grazer Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften, die an der Studie beteiligt war.

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So waren es auch die vier Cluster-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA, die den Prozess im Schweif des Erdmagnetfelds eindeutig nachgewiesen haben. So gut die Rekonnexion in der Magnetosphäre der Erde bereits erforscht ist, was in ihrer Kernzone - der so genannten Diffusionsregion - passiert, ist noch immer unverstanden.

Dem Team rund um Rongsheng Wang von der Chinesischen Akademie der Wissenschaften ist es nun gelungen, einen Blick in diese Kernzone zu werfen. Mit Hilfe der Cluster-Satelliten wurde beobachtet, dass sich darin kleinskalige magnetische Flussröhren bilden, die dann wieder zerfallen und somit vermutlich zur Diffusion der entgegengesetzten Magnetfelder beitragen, die den Rekonnexionsprozess ausmacht.

"Nun wollen wir diese Kernzone mit der kürzlich gestarteten MMS-Satellitenflotte der NASA noch genauer erforschen, um das Rätsel der Rekonnexion endlich zu lösen", hofft Nakamura. Über die neuen Erkenntnisse berichteten die Forscher unlängst in einem Fachartikel, der in der Zeitschrift Nature Physics erschienen ist.

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siehe auch
Sonne: Das Geheimnis der dunklen Plasmastrukturen - 5. Dezember 2014
Sonne: Heizregion der Korona erstmals direkt beobachtet - 30. Oktober 2003
Links im WWW
Institut für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der Wissenschaften
CLUSTER, Seite der ESA
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