Die Erde ist von einem System von Magnetfeldern umgeben, das als Magnetosphäre bekannt ist. Dieses expansive kometenförmige System lenkt geladene Teilchen ab, die von der Sonne kommen, und schützt unseren Planeten vor zerstörerischen Strömen kosmischer Teilchen und dem Sonnenwind (Ströme geladener Teilchen, die aus der oberen Atmosphäre der Sonne kommen), die in Abwesenheit einer Magnetosphäre vorhanden sind , könnte zu Zerstörungsatmosphäre führen.
Trotz der Tatsache, dass im Verlauf früherer Studien eine erhebliche Menge an Beweisen für die Wirkung des Sonnenwinds auf die Erdmagnetosphäre gesammelt wurde, jedoch für die Wirkung von Sonneneruptionen (dh plötzlichen Ausbrüchen elektromagnetischer Strahlung von der Sonne). bleibt immer noch schlecht verstanden. Sonneneruptionen sind starke Explosionen, die einige Minuten bis mehrere Stunden dauern können und durch Röntgen- oder optische Beobachtungen erfasst werden.
In einer neuen Studie analysierte ein Team unter der Leitung von Jing Liu von der Shandong-Universität in China die Auswirkungen von Sonneneruptionen auf die Erdmagnetosphäre. Diese Arbeit macht einen wichtigen Schritt in Richtung eines tieferen Verständnisses der Dynamik des Geospace. Der Geospace, der der Erde am nächsten gelegene Teil des Weltraums, umfasst die obere Atmosphäre, die Ionosphäre (dh den ionisierten Teil der Atmosphäre) und die Magnetosphäre.
Die Magnetosphäre befindet sich über der Ionosphäre und ist eine vollständig ionisierte Region des Weltraums, die auf einer Höhe von mehr als 1000 Kilometern über der Erde liegt - sagte Professor Liu. „Dieses Gebiet ist vom kosmischen Wind umgeben und wird von den Magnetfeldern der Erde und des Sonnenwinds beeinflusst.
Die Magnetosphäre wird allgemein als "Schutzbarriere" beschrieben, die die Erde vor Sonnenwindströmen und anderen Partikeln schützt. Mehrere frühere Studien haben jedoch gezeigt, dass die Magnetlinien entgegengesetzt sind, wenn das Magnetfeld des Sonnenwinds dem Sonnenwindfeld entgegengesetzt ist von den beiden Feldern kann "verbinden". Infolgedessen kann ein Teil der Sonnenwindpartikel direkt in den die Erde umgebenden Raum eindringen.
Mithilfe numerischer Simulationen und Beobachtungsdaten konnten Liu und Kollegen die Auswirkungen von Sonneneruptionen auf die Dynamik der Magnetosphäre und die elektrodynamischen Wechselwirkungen zwischen Magnetosphäre und Ionosphäre aufdecken. Insbesondere beobachteten sie einen starken Anstieg des Photoionisationsgrades der polaren E-Region der Ionosphäre in Höhen zwischen 90 und 150 Kilometern über der Planetenoberfläche aufgrund von Sonneneruptionen. Dieses Phänomen hatte erhebliche Auswirkungen auf den Geospace, einschließlich einer Abnahme der Joule-Wärmefreisetzung in den oberen Schichten der Erdatmosphäre, Änderungen der Konvektionsstruktur in der Magnetosphäre und Änderungen der Bildung von Auroren, erklärten die Autoren.
Die Forschung wird in der Zeitschrift Nature Physics veröffentlicht.
2021-04-27 17:33:48
Autor: Vitalii Babkin