Forscher entdecken Weltraum-Hurrikan über dem Nordpol

Die spektakulären Lichtspiele der Polarlichter sind kein großes Mysterium mehr. Wenn Sonnenwind auf die Magnetosphäre der Erde trifft, regnet es Elektronen in die obere Atmosphäre, was in den höheren Breitengraden um den Planeten zu Farbausbrüchen am Himmel führt. Aber Polarlichter über der Nordpolkappe, insbesondere in Zeiten, in denen der Sonnenwind ruhig ist, haben Weltraumwetterexperten jahrzehntelang verwirrt. Nun hat ein internationales Forscherteam eine Erklärung gefunden: Weltraum-Hurrikane.

In einem kürzlich erschienenen Papier in der Nature Communications , beschrieb das Team ein Ereignis , dass bemerkenswert ähnlich wie ein Hurrikan aussah. Am 20. August 2014 drehten sich Plasmaarme mit einem Durchmesser von mehr als 965 Kilometern um ein ruhiges Zentrum und regneten Elektronen in die obere Erdatmosphäre über dem magnetischen Nordpol.

Plasma-Hurrikan überrascht selbst Forscher

Der Hauptautor Qing-He Zhang von der Shandong University und seine Studenten verbrachten 2 Jahre damit, Tausende von Polarlichtbildern zu durchkämmen, die von den erdnahen Satelliten des US- Verteidigungs-Meteorologischen Satellitenprogramms aufgenommen wurden . In Bildern, die in den letzten 15 Jahren gesammelt wurden, fanden sie Dutzende von Fällen, die wie Weltraum-Hurrikane aussahen, aber keiner war so klar wie der, der 2014 auftrat und etwa 8 Stunden dauerte.

John Foster , ein Forscher am Haystack Observatory des Massachusetts Institute of Technology, der nicht an der Studie beteiligt war, erinnert sich, dass er vor etwa 50 Jahren ein ähnliches Phänomen über dem Pol entdeckte, aber Experten konnten nicht erklären, was sie damals sahen. „Damals hatten die Satelliten, obwohl es viele davon im Weltraum gab, nicht die Art von Instrumentierung, die man brauchte, um wirklich zu verstehen, was vor sich ging“, sagte er. „Was diese Veranstaltung wirklich besonders macht, ist die große Vielfalt an Instrumenten, die im Weltraum zur Verfügung standen, um die Eigenschaften dieses Phänomens zu untersuchen.“

Zhangs Team konnte eine Fülle von Polarlicht-, Plasma- und Magnetfelddaten des Weltraum-Hurrikans mit einer leistungsstarken 3D-Simulation kombinieren, um den Weltraum-Hurrikan unter Verwendung der Sonnenwind- und Magnetfeldbedingungen an diesem Tag im Jahr 2014 zu reproduzieren.

Weltraum-Hurrikan ist nicht gefährlich den Menschen

Foster weist darauf hin, dass es wichtig ist, sich daran zu erinnern, dass, obwohl der Weltraum-Hurrikan seinem troposphärischen Gegenstück sehr ähnlich sieht, die Kräfte, die die beiden Arten von Hurrikanen antreiben, völlig unterschiedlich sind.

Weltraum-Hurrikane sind auch für den Menschen viel weniger gefährlich als die bekanntere Variante, obwohl „wir einige Beweise dafür haben, dass sie starke und ungewöhnliche Szintillationen verursacht haben“, sagte Zhang. „Das sind Fluktuationen von Radiowellen, die durch die Ionosphäre gehen.“ Diese Störungen könnten die Satellitenkommunikation oder die Navigation beeinflussen. Der Weltraum-Sturm kann auch die obere Atmosphäre erhitzen und ausdehnen, wodurch sich die Dichte der stark frequentierten Region ändert; Laut Lyons könnte die Änderung zu Luftwiderstand führen und die Umlaufbahn von Satelliten oder Weltraumschrottstücken verändern, die durch sie hindurchfliegen.

Für Zhang und seine Kollegen ist die Identifizierung des Weltraum-Hurrikans nur der Anfang.

„Es bleiben noch einige offene Fragen“, sagte er. „Was steuert die Rotation von Weltraum-Hurrikanen? Sind diese Weltraumstürme saisonal wie ihre tropischen Gegenstücke, vielleicht auf den Sommer beschränkt, wenn der magnetische Dipol der Erde genau in die richtige Richtung geneigt ist? Und lassen sich Weltraum-Hurrikane wie Wetterereignisse auf der Erde vorhersagen?“

Diese und weitere Fragen werden die Forscher in den nächsten Jahren genauer klären. Das Weltraumwetter überrascht immer wieder mit vielen unerforschten Phänomenen, wie z.b. die Leuchterscheinung „Steve“ am Himmel.