Edsel Cook

Magnetfeld der Erde funktioniert wie Trommel, über deren Oberfläche Impulse wogen, sagen Wissenschaftler

Wann immer das Magnetfeld der Erde von Sonnenwinden und anderen kosmischen Impulsen getroffen wird, fängt es an zu wogen, bis die Wellen schließlich die magnetischen Pole erreichen, von wo aus die Kräfte zurück ins All geschleudert werden. Forscher vergleichen den Effekt mit einer Trommel, die geschlagen wird.

Eine entsprechende Theorie zur Magnetopause der Erde – der äußeren Grenze des Magnetfelds – wurde zum ersten Mal vor 45 Jahren formuliert. Nun haben Wissenschaftler der Londoner Queen Mary University (QMUL) endlich die ersten Beweise entdeckt, die die These von den Schwingungen unterstützt.

Forschungsleiter Martin Archer sagte, dass die Magnetosphäre des Planten auf der jeweiligen Tagseite direkt zwischen unserem Planeten und der Sonne liegt und sich soweit ausdehnt, dass sie nahezu das Zehnfache der Größe der Erde erreicht. Kosmische Phänomene wie Sonnenwinde und Plasma von der Sonne wirken auf die Magnetosphäre ein und führen dazu, dass sich das Magnetfeld bewegt. Dadurch verändert sich das Weltraumwetter, der Strom an Energie, der die Erde umfließt.

Dieses Weltraumwetter wirkt sich auf technische Gerätschaften aus, die die Erde umkreisen, aber auch auf Technik auf der Erdoberfläche. Es kann zu Störungen von elektrischen und elektronischen Systemen kommen, etwa bei Stromnetzen (siehe zu diesem Thema auch hier.)

Sonnenwinde bringen das Magnetfeld zum Schwingen wie eine Trommel

Damit Archer die Schwingungen der Magnetosphäre messen konnte, mussten sich mehrere Satelliten an der richtigen Stelle befinden, wenn ein starker Impuls die Magnetosphäre traf. Die dabei gemessenen Daten lieferten einen konkreten Beweis für die trommelartigen Vibrationen.

Darüber hinaus identifizierten die Satelliten auch andere Faktoren, die die Schwingungen auslösten oder dazu beitrugen. Diese zusätzlichen Einflüsse wurden aus den finalen Berechnungen ausgeschlossen.

Archer und sein Team erstellten Computermodelle zur Magnetosphäre auf der Tagseite der Erde und globale Simulationen, um herauszufinden, wie die Magnetosphäre auf starke Impulse reagiert.

Um die These von der schwingenden Trommel belegen zu können, mussten mindestens vier Satelliten dicht an der Grenze der Magnetosphäre in einer Reihe angeordnet sein. Die Forscher erhielten ihre Daten von der NASA-Mission THEMIS, in deren Verlauf fünf Satelliten Polarlichter untersuchen. Diese Daten zeigten, dass die Magnetosphäre wie eine Trommel vibriert.

Trommelschläge der Magnetosphäre unhörbar für das menschliche Ohr

»Wir haben durch Beobachtung die ersten unzweideutigen Beweise gefunden, wonach die Magnetopause im Muster einer Stehwelle vibriert, wie eine Trommel, wenn sie von einem starken Impuls getroffen wird«, sagte Archer. »Da 45 Jahre seit der ersten Theorie vergangen sind, kamen Zweifel an der Haltbarkeit der These auf, aber wir haben gezeigt, dass es möglich ist.«

Archer verglich das Magnetfeld der Erde mit einem Musikinstrument, das »Musik« in Form von Weltraumwetter macht. Andere Studien stießen bei der Magnetosphäre auf ein ähnliches Verhalten, wie dies auch Blas- und Streichinstrumente tun. Nun fügte das QMUL-Team der planetaren Band sozusagen noch Schlaginstrumente hinzu.

Hören kann die Töne leider niemand. Die Frequenzen der Vibrationen liegen zwischen 1,8 und 3,3 Millihertz und damit Tausende Male zu tief, als dass das menschliche Ohr sie registrieren könnte.

Dienstag, 25.06.2019