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Die Aurora Borealis oder Nordlichter sind atemberaubend schön. Sie können aber auch Funkverbindungen und GPS-Signale stören und sogar Stromausfälle verursachen. Was steckt hinter den ätherischen Nordlichtern, die sie schimmern und mit bunten Lichtern tanzen lassen, während sie manchmal die elektrischen Systeme hier auf der Erde verwüsten? Mit einer Flotte von fünf Satelliten haben NASA-Forscher entdeckt, dass Explosionen magnetischer Energie ein Drittel des Weges zum Mond Substürme antreiben, die plötzliche Aufhellungen und schnelle Bewegungen der Aurora Borealis verursachen, die als Nordlichter bezeichnet werden. „Wir haben herausgefunden, was das Nordlicht zum Tanzen bringt“, sagte Dr. Vassilis Angelopoulos von der University of California in Los Angeles. Angelopoulos ist der Hauptermittler für die Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms Mission oder THEMIS.
Die Ursache für das Schimmern im Nordlicht ist die magnetische Wiederverbindung, ein im gesamten Universum verbreiteter Prozess, wenn gestresste Magnetfeldlinien plötzlich eine neue Form annehmen, wie ein zu weit gedehntes Gummiband.
„Da sie Energie aus dem Sonnenwind einfangen und speichern, erstrecken sich die Magnetfeldlinien der Erde weit in den Weltraum. Die magnetische Wiederverbindung setzt die in diesen gestreckten Magnetfeldlinien gespeicherte Energie frei und schleudert geladene Teilchen zurück in die Erdatmosphäre“, sagte David Sibeck, THEMIS-Projektwissenschaftler am Goddard Space Flight Center der NASA. 'Sie erzeugen Halos aus schimmernden Polarlichtern, die den Nord- und Südpol umkreisen.'
Eine Energieexplosion erhöht die Helligkeit und Bewegung des Nordlichts. Bildnachweis: NASA/Goddard Space Flight Center
Die Daten wurden von fünf strategisch positionierten Themis-Satelliten gesammelt, kombiniert mit Informationen von 20 bodengestützten Observatorien in ganz Kanada und Alaska. Die im Februar 2007 gestarteten fünf identischen Satelliten reihen sich alle vier Tage entlang des Äquators auf und nehmen synchron mit den Bodenobservatorien Beobachtungen auf. Jede Bodenstation verwendet ein Magnetometer und eine nach oben gerichtete Kamera, um zu bestimmen, wo und wann ein Polarlicht-Untersturm beginnt. Instrumente messen das Polarlicht von Partikeln, die entlang des Erdmagnetfelds strömen, und die elektrischen Ströme, die diese Partikel erzeugen.
Sehen Animation der magnetischen Wiederverbindung .
Bei jeder Ausrichtung erfassen die Satelliten Daten, die es Wissenschaftlern ermöglichen, genau zu bestimmen, wo, wann und wie sich am Boden gemessene Gewitter im Weltraum entwickeln. Am 26. Februar 2008 beobachteten die Satelliten während einer solchen THEMIS-Aufstellung einen isolierten Untersturm im Weltraum, während die bodengestützten Observatorien die intensive Aurora-Aufhellung und Weltraumströmungen über Nordamerika aufzeichneten.
Diese Beobachtungen bestätigen zum ersten Mal, dass die magnetische Wiederverbindung das Einsetzen von Teilstürmen auslöst. Die Entdeckung unterstützt das Wiederverbindungsmodell von Teilstürmen, das behauptet, dass ein beginnendes Teilsturm einem bestimmten Muster folgt. Dieses Muster besteht aus einer Periode der Wiederverbindung, gefolgt von einer schnellen Aufhellung der Polarlichter und einer schnellen Ausdehnung der Polarlichter in Richtung der Pole. Dies gipfelt in einer Umverteilung der elektrischen Ströme, die im Weltraum um die Erde fließen.
Die Lösung des Rätsels, wo, wann und wie Substürme auftreten, wird es Wissenschaftlern ermöglichen, realistischere Substorm-Modelle zu konstruieren und die Intensität und Auswirkungen eines magnetischen Sturms besser vorherzusagen.
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: Pressemitteilung der NASA
