Physiker erforschen die Rolle der Plasmasphäre beim Schutz der Erde vor dem Sonnenwind

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass niederfrequente Schwankungen des Erdmagnetfeldes im Erdinneren nicht vorhanden sind, aber dennoch den Betrieb von Satelliten in Erdnähe beeinträchtigen.

TASS, 27. Oktober. Russische und japanische Physiker haben anhand von Daten, die von der japanischen Raumsonde ARASE gesammelt wurden, die Rolle der Plasmasphäre der Erde bei der Unterdrückung von Fluktuationen in den Magnetfeldern des Planeten, die während Sonnenauswürfen und Episoden mit stärkerem Sonnenwind auftreten, aufgedeckt. Diese Informationen werden den Wissenschaftlern helfen, die Auswirkungen geladener Teilchen auf Satelliten genauer einzuschätzen, teilte der Pressedienst der Russischen Wissenschaftsstiftung (RSF) am Freitag mit.

"Wenn wir verstehen, in welchen Regionen des Weltraums sich die vom Sonnenwind erzeugten Wellen auf die Magnetosphäre der Erde auswirken, können wir den Anstieg der Intensität des Flusses geladener Teilchen vorhersagen, der den Betrieb von Raumfahrzeugen beeinträchtigen kann. In Zukunft wollen wir genauer untersuchen, wie verschiedene Arten von Wellen mit geladenen Teilchen in der Erdmagnetosphäre interagieren", sagte Alexander Rubtsov, Forscher am Institut für Sonnen- und Erdphysik der SB RAS in Irkutsk, dessen Worte vom Pressedienst der Russischen Wissenschaftsstiftung zitiert wurden.

Für die Studie untersuchten die Wissenschaftler Daten, die von März 2017 bis Dezember 2020 von der japanischen Raumsonde ARASE in der Erdumlaufbahn gesammelt wurden. Die Sonde wurde ins All geschossen, um geomagnetische Stürme sowie die Eigenschaften des Erdmagnetfelds und der damit verbundenen Strahlungsgürtel zu untersuchen.

Während der ersten vier Jahre in der Erdumlaufbahn beobachtete ARASE mehrere Ausbrüche von Sonnenaktivität und Episoden mit erheblicher Zunahme des Sonnenwinds. Anhand dieser Daten untersuchten die Wissenschaftler, wie sich die Kollision des von der Sonne ausgesandten Stroms geladener Teilchen auf die Konfiguration und die Schwankungen des Erdmagnetfelds in verschiedenen Höhen über der Planetenoberfläche auswirkte.

Die Analyse ergab, dass niederfrequente Magnetfeldschwankungen, die durch die Sonnenaktivität verursacht werden und für Sonden in der Erdumlaufbahn gefährlich sein können, im oberen Teil der Erdmagnetosphäre vorhanden sind, aber in ihrer unteren Hälfte, der Plasmasphäre, dem Bereich des Weltraums direkt über dem äußeren Teil der Erdatmosphäre - der Ionosphäre - nicht vorhanden sind.

Die Berechnungen der Wissenschaftler zeigen, dass niederfrequente Wellen auch bei starken Magnetstürmen die Satelliten in der Umlaufbahn beeinflussen, obwohl diese Schwingungen die Plasmakugel nicht durchdringen. Die Wissenschaftler vermuten, dass dies darauf zurückzuführen ist, dass diese Wellen ihre Energie auf geladene Teilchen innerhalb der Plasmakugel übertragen, was die Strahlung erhöht und es diesen Teilchen erleichtert, in den erdnahen Raum einzudringen. Dies müsse bei der Konzeption der Schutzsysteme der Sonde berücksichtigt werden, so die Forscher.

(TASS/USA)