Hoog in de atmosfeer veroorzaken gigantische elektrische stromen plasmastralen die lokaal de lucht verhitten tot wel 10.000 graden Celsius.
ESA’s Swarm-satellieten draaien pas sinds 2013 hun rondjes om de aarde, maar ze hebben ons al heel wat mooie ontdekkingen opgeleverd. Eind vorig jaar ontdekten de satellieten nog een straalstroom in de aardkern, nu hebben ze supersonische plasmastralen in de ionosfeer (op een hoogte van 60 tot 1000 kilometer) gevonden. Dat maakten wetenschappers van de University of Calgary bekend op het vorige week gehouden Swarm Science Meeting.
Vermogen van 1 terawatt
Ruim een eeuw geleden kwam de Zweedse natuurkundige Kristian Birkeland met de theorie dat er zich in de ionosfeer enorme elektrische stromen moesten bevinden, als gevolg van zonnewinddeeltjes die op het aardmagnetisch veld botsen. Pas in de jaren zeventig, na lancering van de eerste satellieten, werden deze zogenoemde Birkeland-stromen bevestigd.
De Birkeland-stromen leveren een vermogen op van 1 terawatt; ongeveer driemaal zoveel als het gecombineerde vermogen van alle kerncentrales op aarde. Wanneer de elektrische stromen luchtdeeltjes tegenkomen, ontstaan de zo bekende groene ‘lichtgordijnen’ van het noorder- en zuiderlicht.
10.000 graden Celsius
Het nieuwste onderzoek laat zien dat deze Birkeland-stromen op bepaalde plekken naar boven en beneden stromen. Waar ze samenkomen, ontstaan gigantische elektrische velden. Op hun beurt vormen deze velden de drijvende kracht achter het ontstaan van supersonische plasmastralen, die door de onderzoekers Birkeland current boundary flows worden genoemd.
De plasmastralen, bestaande uit geïoniseerde (geladen) deeltjes, drijven de temperatuur lokaal op tot wel 10.000 graden Celsius en veranderen de chemische samenstelling van de ionosfeer. Bovendien drijven ze deze luchtlaag een stukje naar boven, waardoor er extra atmosferische deeltjes naar de ruimte ontsnappen.
Stromen variëren
Een andere onderzoeksgroep die hun studie ook presenteerde op de Swarm-bijeenkomst ontdekte dat de Birkeland-stromen sterker zijn op het Noordelijk halfrond en bovendien variëren per seizoen.
Bron: ESA via Phys.org
Beeld: University of Calgary/ESA