De spectaculaire zonnestormen die de poolhemel in prachtig groen en roze schilderen, hebben een donkere kant: ze hebben de kracht om ons elektriciteitsnet, communicatiesystemen en satellieten te vernietigen. Nu suggereert een nieuwe studie dat de bron van deze zonnestormen veel dichter bij onze planeet ligt dan eerder werd gedacht.
De aarde wordt afgeschermd door een beschermende bel die bekend staat als de magnetosfeer en die schadelijke zonnestraling blokkeert. Maar wanneer de zon af en toe hogesnelheidsstralingen uitzendt - en daarmee intense magnetische veldlijnen - kunnen ze een sterke interactie aangaan met het eigen magnetische veld van onze planeet.
Als deze zonnewind de magnetosfeer raakt, raken de twee sets magnetische veldlijnen verstrikt. Deze interactie genereert warmte en versnelt de geladen deeltjes - ionen en elektronen - die door de zonnewind worden aangevoerd, waardoor het magnetische veld van de planeet tijdelijk wordt verzwakt en krachtige magnetische stormen ontstaan die voor ons als aurora's verschijnen.
Maar omdat deze stormen zeldzaam zijn en er niet genoeg satellieten zijn om ze te observeren, is het niet precies duidelijk waar en hoe deze herverbinding van magnetische veldlijnen plaatsvond, aldus de onderzoekers in een verklaring.
Om dat te achterhalen, gebruikten de onderzoekers observaties van NASA's Time History of Events and Macroscale Interactions during Substorms (THEMIS) -satellieten. Tijdens zonnestormen zitten deze satellieten op de magnetotail van de aarde - het deel van de magnetosfeer aan de kant van de planeet dat niet naar de zon is gericht - dat langwerpig wordt door de zonnewind. De onderzoekers ontdekten dat deze magnetische herverbinding - de gebeurtenis die magnetische stormen veroorzaakt - veel dichter bij onze planeet kan plaatsvinden dan eerder werd gedacht: ongeveer drie tot vier aarddiameters verwijderd, aldus de verklaring.
Bovendien detecteerde een weersatelliet in een baan om de aarde (of geosynchrone baan) bekrachtigde elektronen na de storm, wat suggereert dat de herverbindingsgebeurtenis ionen en elektronen ertoe aanzette te versnellen tot hoge energieën. De elektronen die naar de planeet stromen, dragen energie langs magnetische veldlijnen om de aurora's te creëren die we zien.
Deze versnelling kan gevaarlijk zijn voor de honderden satellieten die in een geosynchrone baan bewegen en kan ook schadelijk zijn voor menselijk DNA, en volgens de verklaring een risico vormen voor astronauten.
Bovendien kunnen zonnestormen aanzienlijke gevolgen hebben voor aardbewoners. In 1921 bijvoorbeeld verstoorde een magnetische storm de telegraafcommunicatie en veroorzaakte stroomuitval die volgens de verklaring leidde tot het verbranden van een treinstation in New York City.
"Door de magnetosfeer te bestuderen, vergroten we onze kansen op het omgaan met het grootste gevaar voor de mensheid die de ruimte intrekt: stormen aangedreven door de zon", zegt hoofdauteur Vassilis Angelopoulos, een professor in de ruimtefysica aan de UCLA, in de verklaring. Deze bevindingen kunnen astronauten en aardbewoners helpen om zich beter voor te bereiden op gevaarlijk zonneweer.
De bevindingen werden op 13 januari gepubliceerd in het tijdschrift Nature Physics.
