Het magnetische schild om de aarde kan trillen en beven onder de invloed van zonnewind. Ruim veertig jaar geleden werd voorspeld dat in de magnetopauze dezelfde staande trillingen voor kunnen komen als bij een trommelvel. Nu zijn die trillingen voor het eerst gemeten.
Rondom de aarde bevindt zich de magnetosfeer: het gebied waar het aardmagnetisch veld zit. De rand van deze magnetosfeer heet de magnetopauze. Dit magnetische schild beschermt de aarde tegen gevaarlijke straling van de zon en kosmische straling uit de rest van het heelal.
Is het aardse magneetveld de weg kwijt?
Volgens sommigen kan het aardmagneetveld elk moment omkeren. Is er reden tot zorg?
Interfererende trommeltrillingen
Botsingen van straling en deeltjesstromen van de zon brengen de magnetopauze in trilling. Die trillingen reizen over het oppervlak van de magnetopauze tot ze bij de magnetische noord- of zuidpool aankomen. Daar weerkaatsen ze, waardoor ze terugreizen in de tegengestelde richting. Zo ontstaat er interferentie tussen de oorspronkelijke trilling en de gereflecteerde golven. Dat resulteert in een staande-golf-trilling waarbij bepaalde punten stil lijken te staan terwijl andere gedeeltes heen en weer bewegen. Net zoals het vel van een trommel op en neer trilt, terwijl de zijkanten vast zitten.
Bij een trommel ontstaat de trilling doordat je er met je hand of een trommelstok op slaat. De magnetopauze trilt door een ‘slag’ van de zonnewind. ‘Tijdens de meting veroorzaakt een smalle stroom van snelle zonnedeeltjes de trilling door tegen de magnetopauze aan te knallen’, zegt Martin Archer. Hij is eerste auteur van het artikel en onderzoeker bij de Queen Mary University of London. ‘Maar het kan ook veroorzaakt worden door zonnewindstoten, die vergelijkbaar zijn met gewone windstoten.’
THEMIS
Het trommelvelgedrag werd bijna 45 jaar geleden theoretisch voorspeld. Omdat de beschreven trillingen nog nooit waren waargenomen, begonnen onderzoekers te twijfelen aan hun bestaan. Maar dankzij de vijf THEMIS-satellieten van de NASA is er nu bewijs. ‘Eén van deze satellieten heeft de ‘slag’ van de zonnewind gemeten’, zegt Archer. ‘Drie andere observeerden de daaropvolgende beweging van de magnetopauze. En de laatste legde de kenmerkende staande golf vast die uit de interferentie volgde. Die combinatie van metingen kan alleen door de 45 jaar oude voorspelling verklaard worden.’
Waarom is het interessant om meer te weten over de magnetopause-trillingen? ‘De trillingen versnellen elektronen in de directe omgeving van de aarde’, zegt Archer. ‘Die krijgen daardoor zoveel energie dat ze daar aanwezige satellieten voor communicatie en GPS kunnen beschadigen.’ Het is dus handig om het weerbericht van de ruimte in de gaten te houden.