«Wirklich unglaublich»: Erstmals Wirbelsturm im Weltraum entdeckt
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«Wirklich unglaublich»Erstmals Wirbelsturm im Weltraum entdeckt

Weltraumforscher haben erstmals einen Weltraum-Wirbelsturm beobachtet. Von dessen Existenz hatte niemand etwas geahnt. Von der Entdeckung erhoffen sich die Experten, mehr darüber zu erfahren, wie Erde und Weltraum gekoppelt sind.

von
Fee Anabelle Riebeling
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Die Entdeckung sei «wirklich unglaublich», lässt sich Mike Lockwood in einer Mitteilung seiner Hochschule zitieren. Gemeinsam mit Forschenden aus China, Norwegen und den USA hat der Weltraumforscher erstmals einen Weltraum-Wirbelsturm beobachtet. (Im Bild: Illustration des Weltraum-Hurrikans)

Die Entdeckung sei «wirklich unglaublich», lässt sich Mike Lockwood in einer Mitteilung seiner Hochschule zitieren. Gemeinsam mit Forschenden aus China, Norwegen und den USA hat der Weltraumforscher erstmals einen Weltraum-Wirbelsturm beobachtet. (Im Bild: Illustration des Weltraum-Hurrikans)

Qing-He Zhang, Shandong Universität
Das Forscherteam entdeckte den Weltraum-Hurrikan über dem magnetischen Nordpol der Erde im August 2014. Dies mithilfe von Satelliten aus dem Defense Meteorological Satellite Program der US-Streitkräfte. 

Das Forscherteam entdeckte den Weltraum-Hurrikan über dem magnetischen Nordpol der Erde im August 2014. Dies mithilfe von Satelliten aus dem Defense Meteorological Satellite Program der US-Streitkräfte.

Wikimedia Commons/PD
Sie zeichneten einen riesigen fliessenden Plasmastrudel auf, der sich hoch in die Magnetosphäre erstreckte und stundenlang anhielt, bevor er sich auflöste. (Im Bild: Schematische Darstellung der 3D-Magnetosphäre bei einem Weltraum-Hurrikan)

Sie zeichneten einen riesigen fliessenden Plasmastrudel auf, der sich hoch in die Magnetosphäre erstreckte und stundenlang anhielt, bevor er sich auflöste. (Im Bild: Schematische Darstellung der 3D-Magnetosphäre bei einem Weltraum-Hurrikan)

Screenshot Nature Communications/Qing-He Zhang et al.

Darum gehts

  • Forschende haben über dem magnetischen Nordpol der Erde einen Weltraum-Wirbelsturm beobachtet.

  • Die Existenz des All-Phänomens war bislang völlig unbekannt.

  • Von der Entdeckung erhoffen sich die Weltraumforschenden viel.

«Wir hatten keine Ahnung!» So fasst Kjellmar Oksavik, Professor am Birkeland Centre for Space Science im norwegischen Bergen die Sensation zusammen. Gemeinsam mit Forschenden aus China, Grossbritannien und den USA gelang es ihm, einen Weltraum-Wirbelsturm in der oberen Atmosphäre der Erde zu beobachten.

Das Ganze traf das Team völlig überraschend, wie Oksavik sagt: «Hurrikane sind in der unteren Atmosphäre der Erde wohlbekannt und verursachen Zerstörung und Schaden für Menschen und Infrastruktur.» Dass es «ein ähnliches Phänomen mehrere hundert Kilometer über dem Boden» geben könnte, hätte niemand vorausgesehen, teilt seine Hochschule mit.

Spiralarme und 1000 Kilometer im Durchmesser

Doch genau das gibt es: Das internationale Forscherteam entdeckte den Weltraum-Hurrikan über dem magnetischen Nordpol der Erde im August 2014. Damals zeichneten Satelliten aus dem Defense Meteorological Satellite Program der US-Streitkräfte einen riesigen fliessenden Plasmastrudel auf, der sich hoch in die Magnetosphäre erstreckte und stundenlang anhielt, bevor er sich auflöste.

Der Durchmesser des ersten jemals beobachteten Weltraum-Wirbelsturms betrug rund 1000 Kilometer. Während den acht Stunden seines Bestehens erreichte er eine Höhe von 110 bis 860 Kilometern und bestand aus Plasma mit mehreren Spiralarmen, die mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2100 Metern pro Sekunde gegen den Uhrzeigersinn wirbelten. Das Zentrum war jedoch fast ruhig, wie bei Hurrikans in niedrigeren Höhen, heisst es im Fachjournal «Nature Communications».

Krawall im All

Die Entstehung des All-Hurrikans war den Forschern ein Rätsel. Anders als bei der Bildung von Polarlichtern, bei der der Sonnenwind geladene Teilchen in die Ionosphäre trägt, war es während des Weltraum-Wirbelsturms relativ ruhig.

Doch was hatte dann den «Krawall im All», wie die Wissenschaftsplattform ScienceAlert.com das erstmals beobachtete Phänomen nennt, verursacht? Das zeigt die Modellierung des Teams. Demnach entstand der Wirbel nicht in der Luft, sondern im Plasma der Ionosphäre (siehe Box) und besteht aus ionisiertem Gas, wie es überall im Sonnensystem vorkommt.

Magnetosphäre? Ionosphäre?

Die Ionosphäre ist eine Luftschicht mit einem grossen Anteil an ionisierten Partikeln. Sie erstreckt sich innerhalb der Erdatmosphäre über mehrere Stockwerke, beginnend in der Mesosphäre (etwa 60 km Höhe) über die Thermosphäre (etwa 200 km Höhe) bis zur Exosphäre (in etwa 2000 km Höhe). Sie wird von der Magnetosphäre umschlossen, deren Feldlinien teilweise sogar bis über die Mondbahn hinausreichen. Die Ionosphäre ist auch als Kennelly-Heaviside-Schicht bekannt.

Die Tatsache, dass Plasma- und Magnetfelder in der Atmosphäre von Planeten häufig vorkommen, legt laut Mike Lockwood, Weltraumwissenschaftler an der University of Reading und Co-Autor der Studie nahe, «dass Weltraum-Hurrikans ein weit verbreitetes Phänomen sind.» Die Entdeckung der bisher unbekannten All-Wirbelstürme ist laut Oksavik «ein wichtiges neues Teil der Puzzles», in dem es um die grosse Frage geht, «wie die Erde mit dem Weltraum gekoppelt ist.» Man sei «auf eine neue Art der Kopplung von Sonnenwind, Magnetosphäre und Ionosphäre gestossen, die niemandem bekannt war.» Das sei wirklich «unglaublich».

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