Wissenschaftler haben herausgefunden, wie Elektronenregen in der Magnetosphäre der Erde entsteht

Das Wetter von morgen könnte dank eines neu entdeckten Phänomens im magnetischen Schild der Erde bewölkt sein und möglicherweise Elektronen enthalten.

Das Phänomen, das als plötzliche, ultraschnelle „Elektronenausschüttung“ beschrieben wird, tritt auf, wenn Wellen elektromagnetischer Energie durch die Magnetosphäre der Erde pulsieren, das Magnetfeld, das durch die Bewegung des Erdkerns entsteht, der unseren Planeten umgibt und ihn vor tödlicher Sonnenstrahlung schützt. Dann verlassen diese Elektronen die Magnetosphäre und fallen auf die Erde.

Laut einer in der Zeitschrift Nature Communications veröffentlichten Studie treten sintflutartige Elektronenschauer am häufigsten während Sonnenstürmen auf und können zur Aurora Borealis beitragen. Die Forscher fügten jedoch hinzu, dass elektronischer Regen auch eine Bedrohung für Astronauten und Raumfahrzeuge darstellen könnte.

Wissenschaftler wissen seit Jahrzehnten, dass energetische Teilchen periodisch in kleinen Mengen auf unseren Planeten fallen. Diese Teilchen werden auf der Sonne gebildet und schweben dank des Sonnenwindes über den 150 Millionen Kilometer breiten Abgrund zur Erde. Die Magnetosphäre unseres Planeten fängt viele dieser Teilchen in einem von zwei riesigen ringförmigen Strahlungsgürteln ein, die als Van-Allen-Gürtel bekannt sind. Manchmal bewirken die in diesen Gürteln erzeugten Wellen, dass Elektronen beschleunigt werden und in die Erdatmosphäre fallen.

Eine neue Studie legt nahe, dass Elektronenschauer viel häufiger auftreten können als bisher für möglich gehalten.

In ihrer neuen Studie analysierten Wissenschaftler Elektronenschauer in den Van-Allen-Gürteln mit Daten von zwei Satelliten: dem Electron Loss and Field Survey (ELFIN), einem brotlaibgroßen Satelliten, der tief in der Erdatmosphäre umkreist, und dem Raumschiff Event History . and Macroscale Interactions While Substorms“ (THEMIS), die die Erde in den Van-Allen-Gürteln umkreisen.

Durch die Beobachtung der Elektronenflüsse in den Van-Allen-Gürteln darüber und darunter konnte das Team das Phänomen des Elektronenregens im Detail verfolgen. Die THEMIS-Daten zeigten, dass diese Elektronenflüsse durch zischende Wellen verursacht wurden, eine Art niederfrequenter Radiowellen, die bei Blitzeinschlägen auftreten und dann durch die Magnetosphäre der Erde wandern.

Die Forscher entdeckten, dass diese Energiewellen Elektronen in den Van-Allen-Gürtel beschleunigen können, wodurch sie überlaufen und in die untere Atmosphäre fallen. Darüber hinaus zeigten die ELFIN-Satellitendaten, dass diese Schauer viel häufiger auftreten können, als frühere Studien vorhergesagt hatten, und sie könnten besonders häufig während Sonnenstürmen auftreten.

Aktuelle Weltraumwettermodelle berücksichtigen einige Quellen von Elektronenentladungen in die Erdatmosphäre (wie die Auswirkungen des Sonnenwinds), aber sie berücksichtigen nicht Elektronenflüsse, die durch zischende Wellen verursacht werden, sagten die Forscher. Geladene Teilchen mit hoher Energie können Satelliten beschädigen und Astronauten auf ihrem Weg bedrohen. Wissenschaftler sagen, dass Wissenschaftler durch das weitere Verständnis dieser Quelle des elektronischen Regens in der Lage sein werden, ihre Modelle zu aktualisieren, um Menschen und Fahrzeuge hoch über unserem Planeten besser zu schützen.

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