Neue Erkenntnisse aus den Daten der CLUSTER-Mission der ESA weisen den Weg zu einem besseren Verständnis des Ursprungs der magnetischen Rekonnexion. Gleichzeitig ergeben sich auch Ausblicke auf zukünftige Missionen zur Erforschung dieses Phänomens.
Ein Beitrag von Daniel Schiller. Quelle: ESA.
(Bild: ESA, Illustration by Medialab)
Magnetische Rekonnexion ist eine plötzliche Neuverbindung entgegengesetzter Feldlinien eines Magnetfeldes innerhalb eines Plasmas. Dabei ändert sich plötzlich die Ausrichtung des Feldes und große Energiemengen werden freigesetzt. Dieser Prozess liegt vielen Phänomenen zu Grunde, z.B. den Sonneneruptionen oder Vorgängen im Plasma eines Kernfusionsreaktors.
Als Quelle der Rekonnexion wird eine so genannte Elektronen-Diffusions-Zone vermutet. Das Verständnis der Struktur dieser Zone ist wichtig, um Rekonnexion an sich besser zu verstehen. Bisher wurden die Ausmaße der Diffussionszonen in der Magnetosphäre der Erde theoretisch auf 2 km x 10 km postuliert. Die Wahrscheinlichkeit, eine solche Zone zu finden und mit einem Satelliten zu durchfliegen, wurde als äußerst gering angesehen. Die Anwendung immer leistungsfähigerer Simluationen deutete aber auf größere Zonen hin.
Am 14. Januar 2003 durchflogen die vier CLUSTER-Satelliten eine solche Diffusionszone. Die Länge der Zone betrug 3.000 km, weit größer als jede bisherige Vorhersage.
(Bild:Center for Visual computing, Univ. of California Riverside)
Die Ergebnisse der Messungen zeigen die Möglichkeit, weitere Diffusionszonen im Umfeld der Erde zu erforschen und so die realen Prozesse beobachten zu können. Neue Missionen mit einer höheren zeitlichen Auflösung, wie die von der NASA für 2014 geplante “Magnetospheric Multi-Scale Mission” mit vier oder eine mögliche, neue ESA-Mission “Cross-Scale” mit 12 Satelliten könnten diese höhere Auflösung liefern und damit das Verständnis der Prozesse in Magnetfeldern und Plasma erhöhen.