Seit langer Zeit stützen sich Fachleute auf ein bestimmtes Modell, das beschreibt, wie das magnetische Umfeld der Erde aufgebaut ist. Dieses Umfeld schützt uns vor geladenen Teilchen, die von der Sonne kommen.
Nun zeigt eine neue Studie aus Japan, dass ein wichtiger Teil dieses Modells anders funktioniert, als bisher angenommen wurde.
Unerwartete Ergebnisse aus Japan
Ein Team von drei Universitäten in Japan – der Kyoto University, der Nagoya University und der Kyushu University (alle in Japan) – hat herausgefunden, dass die elektrische Ladung auf zwei Seiten dieser Zone im Weltraum umgekehrt verteilt ist, als man es seit vielen Jahren angenommen hat.
Bisher ging man davon aus:
- Die Seite, die in Richtung des frühen Tages zeigt (oft „Morgen-Seite“ genannt), sei positiv geladen.
- Die Seite, die in Richtung des späteren Tages zeigt (oft „Abend-Seite“ genannt), sei negativ geladen.
Neue Messungen zeigen nun das Gegenteil:
- Die Morgen-Seite ist negativ geladen.
- Die Abend-Seite ist positiv geladen.
Wie es zu dieser Umkehr kommt
Die Forschenden konnten zeigen, dass diese Ladungsverteilung nicht die Ursache des elektrischen Feldes ist, sondern selbst aus der Bewegung geladener Teilchen entsteht, die von der Sonne auf die Erde treffen. Die Bewegung dieser Teilchenströme – man spricht von Plasma – ist also der eigentliche Auslöser. Der leitende Forscher, Yusuke Ebihara (Kyoto University, Japan), erklärt, dass sowohl das elektrische Feld als auch die Ladungsverteilung Resultate dieser Bewegung sind. Bisher wurde dies umgekehrt angenommen.
Unterschied zwischen mittleren Breiten und den Polen
Wichtig ist jedoch: Diese Umkehrung betrifft nicht das gesamte Umfeld um die Erde.
- In der Nähe des Äquators ist die Ladung tatsächlich anders verteilt als bisher angenommen.
- In den hohen Breiten, also nahe der Pole, bleibt die Ladungsverteilung so, wie sie schon lange beschrieben wird.
Dadurch wurde verständlich, warum frühere Modelle an manchen Stellen gut, an anderen aber weniger gut passten.
Bedeutung für Technik auf der Erde
Diese neuen Erkenntnisse haben direkte Folgen für viele technische Systeme. Wenn starke Teilchenströme von der Sonne auf das Umfeld der Erde treffen, kann dies zum Beispiel Auswirkungen haben auf:
- Satellitenflotten wie Starlink
- Genauigkeit von GPS-Signalen
- große Stromleitungen am Boden
Vorhersagen solcher Weltraum-Auswirkungen wurden bisher auf Basis des alten Modells erstellt. Da die neuen Werte zeigen, dass die Energie anders in das magnetische Umfeld gelangt, müssen diese Vorhersagemodelle nun angepasst werden. So kann man Anlagen in Zukunft rechtzeitig in einen Schutzmodus versetzen, um Schäden zu vermeiden.
Die Berechnungen der Studie nutzen ein bestimmtes Modell, das Plasma wie eine einzige Flüssigkeit darstellt. Für eine noch genauere Bestätigung der Ergebnisse braucht es weitere Studien, die Teilchenarten getrennt betrachten. Die Forschenden selbst betonen, dass hier in den kommenden Jahren noch weiter gearbeitet werden muss.
