Zischender Raum um die Erde

Neue Beobachtungen der ESA haben ergeben, dass der Raum um die Erde Blasen mit überhitztem Gas erzeugt, welche dann auch zerplatzen. Die Forschungssatelliten Cluster und Double Star der ESA entdeckten dieses Phänomen auf der zur Sonne zugewandten Seite der Erde zwischen dem 13. und dem 19. Breitengrad. Die Ursache dieser Blasen ist noch umstritten.

Ein Beitrag von Claudia Michalecz. Quelle: ESA.

Was passiert, wenn man eine Flasche Mineralwasser öffnet? Es fängt an zu sprudeln. Einen vergleichbaren Effekt wollen nun Wissenschaftler im Raum um die Erde entdeckt haben. Oberhalb unserer Köpfe, wo der konstante Teilchenstrom von der Sonne auf das Magnetfeld der Erde trifft, soll sich fantastisches abspielen: Tausende von Blasen aus stark erhitzem Gas wachsen kontinuierlich an, um dann schlussendlich zu zerplatzen. Obwohl die Entstehungsursache noch nicht fest steht, sind sich die Wissenschaftler einig, welche Schritte bei einem solchen Ereignis zu beobachten sind. Es dürfte die Dichte des Gases einer Region abfallen, jedoch gleichzeitig die Temperatur steigen. Schließlich endet es dann in einem „Blob“.
Diese Entdeckung könnte vielleicht entscheidend zum besseren Verständnis der Interaktion zwischen den Solarwinden und dem Erdmagnetfeld beitragen. Zu verdanken haben wir diesen neuen Blick auf den erdnahen Raum ESAs vier Cluster-Satelliten und dem Partnerprojekt der ESA mit China, Double Star. Jedes mal, wenn die Satelliten sich auf der Tagesseite der Erde befinden, treffen sie auf solche Blasen, immer zwischen dem 13. und 19. Breitengrad. Die Blasen werden auch Dichtungslöcher genannt. Bei einem solchen Phänomen fällt in einer Region die Dichte des Gases auf etwa ein zehntel des ursprünglichen Wertes. Die Temperatur des übrig gebliebenen Gases steigt dabei von ca. 100.000 °C auf 10.000.000 °C – das 100-fache der ursprünglichen Temperatur.

ESA
Eine grafische Darstellung des Bugschocks. Auf der linken Seite ist eine Vergrößerung der Blasen dargestellt. Die Blasen können eine Länge von 1.000 km erreichen und bis zu 10 Sekunden lang bestehen. Auf der Sonnenseite unseres Planeten entdecken Satelliten immer wieder solche Blasen.
(Bild: ESA)

Als Cluster zum ersten Mal durch eine solche Blase flog, meinte der Forscher George Parks von der Universität von Kalifornien, dass nur Messfehler vorliegen würden. Das Ungewöhnliche war jedoch, dass die „Messfehler“ bei allen vier Clustersatelliten exakt gleich auftraten. “Das war der Zeitpunkt, als ich zu glauben begann, dass es real war”, erzählte Parks. In gewisser Weise ähnliche Blasen wurden gelegentlich in der Vergangenheit durch andere Satelliten entdeckt. Sie werden hot flow Anomalien genannt. Parks entschied jedoch, dass seine Beobachtungen grundsätzliche Unterschiede zu den zuvor beobachteten besitzen.

Er forschte nach und entdeckte ihre Signatur ebenso in den Daten von Double Star. Während jeden Orbits fliegen die Satelliten durchschnittlich durch 20 bis 40 solcher Blasen. Vorsichtig wurden die Daten der verschiedenen Aufzeichnungen aufeinander abgestimmt. Parks und seine Kollegen konnten feststellen, dass die Blasen sich über circa 1.000 Kilometer erstrecken und üblicherweise zehn Sekunden bestehen bleiben, bevor sie zerplatzen und durch den kühleren, dichteren Sonnenwind ersetzt werden.
Der Raum um die Erde zischt. Die Energiequelle zum Antreiben dieser Blasen ist derzeit ungewiss. Es existiert jedoch ein deutlicher Hinweis auf einen Zusammenhang mit dem Zusammenstoß des Sonnenwindes mit dem Erdmagnetfeld, wobei der Bugschock gebildet wird. Vielleicht wird dabei auch die Energie für die Blasenbildung erzeugt. Der Bugschock ist ein natürliches Phänomen. Bekannt ist es uns aus der Schiff- und Luftfahrt. Der Zusammenstoß des Erdmagnetfeldes mit dem Sonnenwind ist in manchen Punkten vergleichbar. Der Unterschied ist jedoch, dass Wissenschaftler nicht wissen, wie die Energie im magnetischen Bugschock umgesetzt wird. Beim Flugzeug hört man den Lärm des Schalls und bei einem Schiff sieht man die Wellen. Die Umsetzung beim Bugschock des Sonnenwindes wird jedoch noch gesucht. Bei den nun entdeckten Blasen sucht man nach einem Ursprung. Vielleicht hängen die beiden Dinge zusammen. Möglicherweise geht die Energie des Bugschocks in die Blasen über. Die tatsächlichen Begründungen und Hintergründe werden jedoch wohl noch eine Zeit lang warten müssen.

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