Folgendes passiert, wenn der „Wind“ der Sonne in der Nähe von Erde und Mars verschwindet

Als Reaktion auf die plötzliche Abschwächung des Sonnenwinds dehnte sich die schützende magnetische Schicht, die jeden Planeten umgab, unerwartet aus, so Wissenschaftler und ein Forscherteam. Kürzlich durchgeführte Studie Veröffentlicht im Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Störungen in der Magnetosphäre des Mars, die durch Veränderungen im Sonnenwind verursacht werden, könnten dazu beitragen, ein umfassenderes Bild davon zu zeichnen, wie der Planet vor Milliarden von Jahren sein Wasser verlor, sagen die Autoren der Studie. Vor Ort sagen Wissenschaftler, dass sie es verstehen Ruhe im Sonnenwind ist wichtig, da sie Satelliten und Kommunikation stören kann.

Die Wirkung des Sonnenwinds auf den Mars

Vor etwa 4 Milliarden Jahren ging man davon aus, dass Ozeane, Flüsse und Seen den Mars bedeckten. Mit der Zeit verschwand flüssiges Wasser von der Oberfläche. Wissenschaftler sind daran interessiert, Variationen im Sonnenwind um den Mars zu untersuchen, weil sie verschiedene Szenarien identifizieren können, die zu Wasserverlusten führen.

Wissenschaftler wissen immer noch, wie groß die Auswirkungen starker Sonnenwinde auf die Marsatmosphäre sind. Vor Milliarden von Jahren wurde ihnen durch einen ständigen Strom von Sonnenpartikeln und ultravioletter Strahlung ihr Magnetfeld entzogen. Das schwache Magnetfeld könnte dazu führen, dass mehr Ionen vom Planeten in den Weltraum entweichen, darunter auch Wasser.

„Damit sich Wasser in einem stabilen flüssigen Zustand befindet, muss ausreichend Atmosphärendruck vorhanden sein, der es nach unten drückt“, sagte Shannon Curry, Co-Autorin und Planetenphysikerin an der University of California in Berkeley, in einer Pressekonferenz. Als die Atmosphäre auf dem Mars erodierte, „stieg der Atmosphärendruck an, und dann begann das Wasser zu verdunsten und ging auf diese Weise in den Weltraum verloren.“„

Seit fast zehn Jahren beobachtet die Mars Atmosphere and Volatile Evolution (MAVEN)-Untersuchung der NASA den Mars und berichtet, wie Sonnenpartikel die Marsatmosphäre und ihr jetzt nicht mehr vorhandenes flüssiges Wasser erodieren. Wissenschaftler haben gelernt Die meisten Ionen gehen in den Weltraum und bei starkem Sonnenwind verloren.

Aber sie hatten bis jetzt keine Beobachtungen darüber, wann der Sonnenwind rund um den Mars nahezu fehlte.

Um den 26. Dezember herum bemerkte die Raumsonde MAVEN etwas Ungewöhnliches. Die Intensität des Sonnenwinds um den Mars hat um den Faktor 100 abgenommen, wie die neue Studie zeigt. Die Höhe über der Magnetosphäre des Mars verdreifachte sich um Tausende von Kilometern, ohne dass der Druck des Sonnenwinds sie komprimierte.

Jasper Halikas, Hauptautor und Weltraumphysiker an der University of Iowa, sagte, die Kollision zwischen zwei verschiedenen Sonnenwinden habe zu einem Rückgang des Kommunikationsniveaus geführt. Schnelle Sonnenwinde wirken wie eine Schneeschaufel, indem sie schwächere, langsamere Sonnenwinde verdrängen und den Raum dahinter freimachen.

Am nächsten Tag erreichte die Marsatmosphäre wieder ihre normale Größe. Seitdem kam es rund um den Mars zu weiteren Sonnenwindereignissen geringer Intensität, aber diese waren die längsten und dramatischsten, sagte Halikas.

Aber wie wirken sich dieselben Ereignisse auf unsere lebendige Erde aus?

Auf dem Weg zum Mars im Dezember 2022 wird das Sonnenwindvakuum die Erde treffen.

Während der Sonnenwind um unseren Planeten abnimmt, habe eine andere NASA-Mission die Ausdehnung der Erdmagnetosphäre beobachtet, sagte Halikas. Stoßwellen um die Erde, bekannt als a BugstoßdämpferEs habe sich verdoppelt, sagte er, obwohl die Zahl in der neuen Studie nicht berücksichtigt wurde.

Dies war jedoch nicht das erste oder dramatischste Verschwinden des Sonnenwinds um die Erde. Im Jahr 1999Eine weitere Flaute führte dazu, dass sich der Bugstoß um die Erde verfünffachte.

Tatsächlich eine Gruppe von Forschern gefunden Von 1995 bis 2017 gab es rund um die Erde etwa zwölf Sonnenwindereignisse geringer Intensität, es hätte aber auch weitere Ereignisse geben können, die unentdeckt blieben. Der Radioastronom Janardhan Padmanabhan, der bei der Untersuchung vergangener Ereignisse mitgewirkt hat, sagte, dass man auch das Ereignis vom 22. Dezember analysieren werde.

„Die gesamte Erde war während dieser Ereignisse in dieser riesigen Blase geringer Dichte und langsamer Bewegung eingetaucht“, sagte Padmanabhan, ein leitender Wissenschaftler an der Indian National Academy of Sciences.

Wissenschaftler interessieren sich vor allem dafür, wann der Sonnenwind, der auf die Erde zusteuert, stärker als gewöhnlich ist. Sonnenpartikel können mit unserem magnetischen Schutzschild kollidieren und verschiedene Auswirkungen haben, vom Nordlicht über Stromausfälle bis hin zur Unterbrechung des Satellitenbetriebs.

Aber auch bei schwachem Sonnenwind auf der Erde könnten ähnliche Effekte auftreten, sagte Ryan Dewey, ein Weltraumphysiker an der University of Michigan, der nicht an der Studie beteiligt war.

Während eines Sonnenwindereignisses geringer Intensität, sagte er, dehne sich fast alles in der Magnetosphäre der Erde aus – einschließlich Strahlungsgürteln, die aus Milliarden hochenergetischer Teilchen bestehen und dazu beitragen, die Erde vor schädlicher Energie zu schützen. Wenn sich diese Strahlungsgürtel beispielsweise über Kommunikations- oder GPS-Satelliten bewegen, könnte der Partikelstrom eine Gefahr für Raumfahrzeuge darstellen.

„Es beeinflusst die Ausbreitung von Radiowellen in der Erdatmosphäre und stört so die Kommunikation“, sagte Alison Gaines, Weltraum- und Plasmaphysikerin an der University of Iowa, die nicht an der Studie beteiligt war.

Der Rückgang des Sonnenwinds kann auch zu ungewöhnlich starkem Polarregen führen – einer Art Polarlicht – beobachtet in … Mai 1999sagte Gaines. Ermöglicht Solarenergiepakete Teilchen gelangen direkt in die Polarregion der Erde. Es ist, als ob die stark befahrene Autobahn plötzlich klar wird.

Der offensichtliche Weg für Satellitenbetreiber hat jedoch auch eine Kehrseite. Partikelniederschlag, abhängig von Das Volumen könnte die obere Atmosphäre erwärmen, sagte Dewey. Diese Hitze kann dazu führen, dass sich die Atmosphäre nach außen ausdehnt und die Satelliten trüben.

Padmanabhan sagte, der verringerte Verkehr könnte auch die Voraussetzungen für eine größere solare Bedrohung für die Erde schaffen. Sollte es zu einer großen Eruption auf der Sonne kommen, einem so genannten koronalen Massenauswurf, könnte dies die Radio-, Eisenbahn-, Elektro- und Satellitenkommunikationssysteme der Erde erschüttern.

Wenn ein solcher koronaler Massenauswurf während eines Sonnenwind-Verschwindens auf die Erde zusteuern würde, „kann man sich nicht vorstellen, welche Verwüstung er anrichten könnte“, sagte Padmanabhan.