Greenbelt, Maryland (VS) – Een ruimtevaartuig van NASA maakte opnamen van het magneetveld rond de Aarde. Een onzichtbare staart van geïoniseerd gas stroomt vanuit dit veld naar de Zon.


Met een nieuwe beeldtechnologie heeft het ruimtevaartuig voor onderzoek aan de Aardse magnetosfeer, IMAGE, beelden opgeleverd van het plasma dat is gevangen in het aardmagneetveld.

De magnetosfeer bepaalt het gedrag van geladen deeltjes in de ruimte rondom de Aarde en in de zonnewind die vanaf de Zon de Aarde bereikt. Door uitbarstingen op de Zon wordt de magnetosfeer soms bestookt met grote hoeveelheden energierijke deeltjes, waarbij magnetische stormen optreden die de radiocommunicatie op Aarde verstoren.
De magnetosfeer strekt zich uit voorbij de Maan aan de nachtzijde van de Aarde. Dat maakt het lastig voor ruimtevaartuigen om een goed beeld van het enorme gebied te verkrijgen. “Dat is als het kijken naar wervelstormen zonder de gegevens van weersatellieten”, verklaart dr Thomas Moore, IMAGE-wetenschapper aan het Goddard Space Flight Center in Greenbelt, MD. “Net zoals de eerste meteorologen met een klein aantal weerstations, hadden wij een beperkte en soms misleidende kijk op de magnetosfeer en de magnetische stormen, omdat we het overzicht niet hadden.
“Ons ruimtevaartuig IMAGE levert voor het eerst een wereldwijde blik op de populaties van geladen deeltjes rondom de Aarde, bij diverse golflengten en energieën. De gebruikte tijdschaal is enkele minuten, voldoende om de dynamische ontwikkelingen inde magnetosfeer tge volgen”, voegt dr James Burch toe. Hij is werkzaqam aan het Southwest Research Institute in San Antonia, Texas. Burch publiceerde met zijn collega's de resultaten in het vakblad Science.

De magnetosfeer van de Aarde vangt geïoniseerd gas, plasma genaamd, in. In de beelden die IMAGE maakte, is een staartachtige structuur in de plasmawolk rondom de Aarde zichtbaar. Die strekt zich uit naar de Zon. Deze staart was meer dan dertig jaar geleden al voorspeld, maar is nu pas voor het eerst ook gezien.

Een opname van IMAGE toont de dichtheid van het plasma in het aardmagneetveld. In tegenstelling tot normaal is hier de dichtheid van het plasma het sterkste aan de zonzijde, rechtsboven.

Wetenschappers denken dat de staartstructuur ontstaat als de zonnewind de magnetosfeer treft en de vorm daarvan verandert. De zonnewind vervormt de magnetosfeer van de Aarde zoals lucht de vorm van een regendruppel verandert. Daardoor is de magnetosfeer aan de zonzijde iets samengedrukt, terwijl aan de nachtzijde de magnetosfeer een regendruppelstaart heeft. De zonnewind trekt plasma aan de rand van de magnetosfeer met zich mee. Dat plasma draait dan om en beweegt dan terug naar de Zon, rondom de Aarde bewegend in staartachtige stromen.
De IMAGE-opnamen tonen niet alleen de plasmastromen, maar ook gebieden in de plasmawolk die vrijwel geen plasma bevatten. De onderzoekers willen nu nagaan hoe deze onverwachte structuren, die ze troggen noemen, ontstaan.
IMAGE onthulde ook een verrassende activiteit tijdens magneetstormen. Daarbij schoot de magnetosfeer aan de nachtzijde van de Aarde opeens terug, waarbij plasma met veel energie op de Aarde werd afgevuurd. De temperatuur van het plasma liep daarbij op tot enkele honderden miljoenen graden, en wervelde dan rondom de Aarde in stromen van enkele miljoenen ampère. Soms blijkt deze hete stormplasma de hoogste dichtheid te verkrijgen aan de dagzijde van de Aarde, een raadsel dat de oinderzoekers nu bestuderen.

Erick Vermeulen