Weltraumwellen zeigen: Erdmagnetfeld wird im Winter am stärksten getroffen
Eine neue Studie von Forschern aus den USA und Finnland zeigt, dass Kelvin-Helmholtz-Wellen an der Grenze der Magnetosphäre der Erde asymmetrisch sind – die Winterhalbkugel absorbiert dabei den stärksten Druck des Sonnenwinds. Der Befund könnte die Weltraumwetter-Vorhersage verbessern.
Ein gemeinsames Forscherteam aus den USA und Finnland hat mithilfe von Computersimulationen untersucht, warum Kelvin-Helmholtz-Instabilitätswellen (KHI-Wellen) am äußeren Rand der Magnetosphäre der Erde asymmetrisch auftreten. Diese wellenartigen Muster entstehen, wenn der Sonnenwind – ein Strom hochenergetischer Teilchen von der Sonne – auf die Grenze des Erdmagnetfelds trifft. Die im Fachjournal Geophysical Research Letters veröffentlichte Studie zeigt, dass die Wellen auf beiden Hemisphären keine Spiegelbilder voneinander sind – ein Hinweis darauf, dass unterschiedliche Bereiche des magnetischen Schutzschilds unterschiedlich starkem Druck durch das Weltraumwetter ausgesetzt sind.
Die Forscher identifizierten mehrere Faktoren hinter dieser Asymmetrie: ob es sich um die Morgen- oder Abendseite des Planeten handelt, ob Winter- oder Sommerhalbkugel betroffen ist, und die Ausrichtung des Magnetfelds selbst. Von diesen Faktoren erwies sich die Winterhalbkugel als die Seite mit der stärksten Wellenaktivität, während die Richtung des Magnetfelds im Sonnenwind bestimmt, ob die Morgen- oder die Abendflanke stärker betroffen ist.
Hauptautor Dr. Lauri Holappa, Academy Research Fellow an der Universität Oulu, führt die Entdeckung auf das Jahr 2020 zurück, als er als Postdoktorand bei der NASA zu Gast war und ungewöhnliche Simulationsbilder der Magnetosphäre bemerkte. Später erkannte er, dass es sich um KHI-Wellen handelte, die sich auf gegenüberliegenden Seiten der Magnetosphäre unterschiedlich verhielten – alles Teil desselben zugrunde liegenden Phänomens.
Genau zu wissen, wo der magnetische Schutzschild dem größten Druck ausgesetzt ist, ist wichtig, um Satelliten und elektronische Bodenstationen vor Störungen durch den Sonnenwind zu schützen. Die Ergebnisse des Teams sollen künftig zu genaueren Weltraumwetter-Vorhersagemodellen beitragen.
