Satellit IMAGE erlaubt tiefe Einblicke in die Erdmagnetosphäre

Der NASA-Satellit IMAGE, der hoch über der Erde seine elliptischen Bahnen zieht, konnte erstmals die gesamte Erdmagnetosphäre fotografieren. Aufgrund ihrer gewaltigen Ausmaße – die Magnetosphäre kann sich auf der sonnenabgewandten Seite über die Mondbahn hinaus erstrecken – galt dieses Unterfangen als sehr schwer. Die spektakulären Bilder von IMAGE zeigen unter anderem eine schwanzförmige Struktur, in der heißes, elektrisch geladenes Gas von der Erde zur Sonne fließt. Damit bestätigen sie eine vor 30 Jahren aufgestellte Vermutung. Der Artikel ist in der Fachzeitschrift Science erschienen.

Der vom Erdmagnetfeld durchsetzte Bereich wird als Magnetosphäre bezeichnet. Das Erdmagnetfeld bestimmt nicht nur die Bewegung von elektrisch geladenen Teilchen in Erdnähe, sondern schützt die Erde auch vor den energiegeladenen Protonen und Elektronen des Sonnenwindes. Starke Sonnenaktivitäten können die Magnetosphäre elektrisch aufladen und geomagnetische Stürme erzeugen, die unsere Stromversorgung und Kommunikationssysteme stören.

Der Satellit IMAGE (Imager for Magnetopause to Aurora Global Exploration) wurde am 25. März vergangenen Jahres mit der Aufgabe gestartet, den Einfluss der Sonne auf die Magnetosphäre, ihre Dynamik und die darin verborgenen Plasmaströme zu erkunden. Dies ist ihm nun hervorragend gelungen: die Satellitenbilder zeigen nicht nur, wie die Energie aus dem Plasma der Sonne in die Magnetosphäre eindringt und geomagnetische Stürme erzeugt, sondern auch einen schwanzähnliche Plasmastrom, der vor 30 Jahren vorhergesagt, aber bisher nicht bestätigt werden konnte.

Dieses Phänomen tritt auf, wenn die Sonnenwinde auf die Magnetosphäre treffen und diese verformen. Auf der sonnenzugewandten Seite wird die Magnetospäre komprimiert und auf der Nachtseite gestreckt. Plasma, dass sich im Grenzbereich der Magnetosphäre befindet, wird zunächst von den Solarwinden mitgeschleppt, fließt dann jedoch zurück zur Sonne.

IMAGE lieferte zur Begeisterung der Wissenschaftler noch weitere Einblicke in die Magnetosphäre. Während der geomagnetischen Stürme kommt es zu überraschenden Aktivitäten auf der Nachtseite. Es scheint, dass die durch die Solarwinde gestreckte Magnetosphäre zurückschnappt und Plasma sehr heftig in Richtung Erde geschossen wird. Dabei heizt sich das Plasma auf einige hundert Millionen Grad Celsius auf und wirbelt um die Erde herum. Zur Überraschung der Wissenschaftler ist manchmal die Dichte des Plasmas auf der Tagesseite der Erde höher.(Sciene, Vol. 291, S. 619-624, 2001)

Katja Bammel