De ruimte is warm - of in ieder geval warmer dan het zou moeten zijn. Over het hele universum, ook in ons eigen zonnestelsel, hebben astronomen ontdekt dat de bijna lege plaatsen tussen de sterren en sterrenstelsels en andere materie meer warmte bevatten dan de bestaande kennis volledig kan verklaren.
Dus wat kookt de leegte?
Een nieuw onderzoek in de ruimte zou een antwoord kunnen bieden: plasmagolven die in elektronen slaan.
Die bijna lege plekken in ons zonnestelsel hebben wel wat spullen in zich. Er is zonnewind, die bestaat uit dunne stromen geladen deeltjes, zoals elektronen, die met superhoge snelheden van de zon af bewegen. En er is los plasma, een vorm van materie die wijd verspreid is door het heelal en die vaak bestaat in een chaotische, "turbulente" toestand.
Wetenschappers hebben waargenomen dat die elektronen in de zonnewind de energie absorberen van elektromagnetische golven die door de turbulente plasma's van de aardmagnetosheath gaan. Toen de energie eenmaal was opgenomen, veranderde het in warmte. De magnetosheath is het gebied waar de elektromagnetische velden van de aarde het meest direct de zonnewind ontmoeten.
Het was een effect dat onderzoekers eerder hadden waargenomen in minder complexe situaties op aarde, maar nooit in de chaotische turbulentie van de baan om de aarde.
Onderzoekers vonden het effect in gegevens van de Magnetospheric Multiscale Mission. Dat project omvat vier robotachtige ruimtevaartuigen die in een baan om de aarde draaien en meten hoe het elektromagnetische veld van onze planeet interageert met de zon.
In gegevens uit die extreme omgeving konden onderzoekers achterhalen hoe energie in elektromagnetische golven die door het plasma gaan, in warmte in de elektronen veranderde. Het was een nooit eerder gezien effect in dit soort chaotische, natuurlijke omgeving. Om het effect te laten werken, moesten de elektronen en golven met vergelijkbare snelheden bewegen.
"Het elektrische veld dat wordt geassocieerd met golven die door het plasma bewegen, kan elektronen versnellen die met de juiste snelheid samen met de golf bewegen, analoog aan een surfer die een golf vangt", zei co-onderzoeker Greg Howes van de Universiteit van Iowa in een verklaring . (Door energie aan de elektronen toe te voegen, worden ze warmer.)
De onderzoekers zeiden dat hun resultaten, die vandaag (14 februari) in het tijdschrift Nature Communications zijn gepubliceerd, kunnen helpen de vreemd hoge temperatuur van het universum te verklaren. En hun methoden, zeiden ze, wijzen de weg voorwaarts naar meer gedetailleerde studies over hoe energie door plasma's in de ruimte beweegt.
