Die Sonne verursacht einen konstanten Strom an Teilchen, den sogenannten Sonnenwind. Dieser Teilchenstrom verhält sich ähnlich wie eine Flüssigkeit, mit dem großen Unterschied, dass er ein eigenes Magnetfeld besitzt. Dadurch entstehen neue Effekte, die in klassischen Flüssigkeiten nicht angetroffen werden. Das Erdmagnetfeld schützt uns vor diesen einprasselnden Teilchen, wodurch eine turbulente Grenzschicht zwischen dem interplanetaren Raum und dem Erdmagnetfeld entsteht: die sogenannte Magnetosheath. Aufgrund dieses Magnetfeldes entstehen zwei unterschiedliche Bereiche in der Magnetosheath: Bereiche mit erhöhter Turbulenz und Energie und Bereiche mit intensiver Bildung von Wellen. Abbildung 1 zeigt die Grenzregion zwischen Erde und Sonnenwind, inklusive der beiden unterschiedlichen Regionen in der Magnetosheath.
Für die Erforschung der Effekte und Auswirkungen auf die Erde ist es essentiell, diese zwei Bereiche richtig zu klassifizieren. Wir konnten in dieser aktuellen Studie zeigen, dass klassische Klassifizierungsmethoden versagen, wenn schnelle Teilchenströme von der Sonne kommen. Die Ursache liegt in der erhöhten Energie der Teilchen im Sonnenwind. Abbildung 2 zeigt anhand von Beispielen und statistischen Ergebnissen die unterschiedliche Verteilung der hochenergetischen Teilchen durch unterschiedliche Arten von Sonnenwind. Die Arbeit zeigt die Grenzen von bisherigen Klassifizierungsmethoden auf und weist den Weg, um diese Hindernisse in zukünftigen Studien zu überwinden. Der interdisziplinäre Ansatz hilft dabei, Missinterpretationen in der Erforschung des erdnahen Raums mithilfe des Inputs aus der Sonnenphysik zu verhindern.
Die Ergebnisse entstanden in Kollaboration des Instituts für Physik, Universität Graz mit dem Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory in Maryland, USA. Das Projekt wird finanziell unterstützt durch den FWF im Projekt P33285-N in Zusammenarbeit mit dem Institut der Weltraumforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften.
Florian Koller, Savvas Raptis, Manuela Temmer, Tomas Karlsson
The Effect of Fast Solar Wind on Ion Distribution Downstream of Earth’s Bow Shock.
The Astrophysical Journal Letters. https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ad2ddf