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Polarlichter als Energieschlucker
Graz/Wien (öaw) - In einer soeben in Nature Physics erschienenen Studie nimmt ein internationales Forscherteam
unter der Leitung des Grazer Instituts für Weltraumforschung (IWF) der Österreichischen Akademie der
Wissenschaften Energieumwandlungsprozesse im Magnetschweif der Erde unter die Lupe und geht dabei den Helligkeitsschwankungen
von Polarlichtern auf den Grund.
Während eines sogenannten Teilsturms werden im Magnetschweif der Erde enorme Energiemengen freigesetzt, die
starke elektrische Ströme und Polarlichter erzeugen. Aber was reguliert diese Ströme und Polarlichter
und lenkt die Energie in die Ionosphäre um? IWF-Forscher Evgeny Panov hat für seine Studie Daten der
NASA-Mission THEMIS ausgewertet und dabei eine interessante Entdeckung gemacht.
Wenn sich die Spannung magnetischer Feldlinien im Magnetschweif der Erde entlädt, werden schnelle Plasmaströme
erzeugt. Für diese Plasmajets wirkt das dipolare Magnetfeld in der Nähe der Erde als Hindernis, an dem
der Teilchenstrom abprallt. Da die Grenzlinie jedoch flexibel ist, kommt es zu magnetischen Schwingungen. THEMIS-Beobachtungen
haben gezeigt, dass oszillierende Magnetfelder elektrische Ströme erzeugen. Diese werden durch Elektronen
getragen, die entlang der magnetischen Feldlinien fließen. Die einfallenden Elektronen erzeugen Polarlichter.
„Wir haben herausgefunden, dass das Abstoppen des Plasmajets Schwingungen des Magnetfeldes hervorruft, die mit
Helligkeitsschwankungen des Polarlichts korrelieren (s. Animation). Eine Abschätzung der Energiebudgets zeigt,
dass die Polarlichter und die damit verbundenen Ströme die gesamte Schwingungsenergie konsumieren“, erläutert
Panov, Erstautor der Studie.
Im Rahmen der NASA-Mission THEMIS wurden 2007 fünf Kleinsatelliten gestartet, um in einer genau definierten
Konstellation hauptsächlich den Schweif der Erdmagnetosphäre zu erforschen. Das IWF ist an der Erstellung
des Missionskonzepts, dem Magnetometerexperiment (entwickelt unter der Federführung der TU Braunschweig) und
der wissenschaftlichen Datenauswertung beteiligt.
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