Het Aardmagnetisch veld is zwakker dan een koelkastmagneet....

.....als we de sterkte van een magnetisch veld op korte afstand in ogenschouw nemen.

• Afstand: Hoe verder je van de magnetische bron verwijderd bent, hoe zwakker het magnetische veld wordt. Dit geldt voor alle soorten magneten, of het nu gaat om een koelkastmagneten of grotere magnetische bronnen zoals de aarde.

• Wet van de Inversie van het Kwadraten: Voor een bron geldt dat de sterkte van het magnetische veld omgekeerd evenredig is met het kwadraat van de afstand. Dus als je de afstand verdubbelt, wordt de sterkte van het veld vier keer zwakker.

• Lokale versus Globale Velden: Lokale magneten, zoals koelkastmagneten, kunnen in hun directe omgeving zeer sterke velden genereren, terwijl de aarde een veel groter, maar zwakker magnetisch veld heeft dat over een veel grotere afstand verspreid is.

Hoe verder men zich van de magnetische bron bevindt, des te zwakker het magnetische veld wordt. In de kern van de Aarde, waar de magnetische velden ontstaan, kunnen de sterkte en complexiteit van het veld aanzienlijk zijn. Het is lastig om precieze waarden te geven, maar schattingen wijzen erop dat de magnetische velden in de binnenste kern van de aarde tussen de 0,5 en 1 tesla (T) kunnen zijn, wat zeer sterk is! Ter vergelijking: 1 tesla staat gelijk aan 10.000 gauss.

• Het aantal Gauss van een magneet 
• Gauss is de eenheid voor magnetische veldsterkte, oftewel het aantal gauss van een magneet. De magnetische velden in en rond zonnevlekken kunnen sterk genoeg zijn om honderden tot duizenden gauss te bereiken. Ter referentie: aangezien 1 tesla gelijk is aan 10.000 gauss, kunnen de magnetische velden in zonnevlekken tot enkele tesla's oplopen.

DAAROM IS HET TERUGGAAN TOT DE BRONNEN CRUCIAAL.

De bron van het magnetische veld in ons zonnestelsel bevindt zich in de protoplanetaire schijf, in voortdurende interactie met de Zon.

Turbulentie in protoplanetaire schijven genereert magnetische velden

Protoplanetaire schijven, de kraamkamers van planeten, dragen gasvormig materiaal over aan de binnenranden, naar de jonge sterren waaromheen ze draaien. Dit accretieproces duurt voort gedurende de gehele levensduur van de schijf, en binnen 1 tot 5 miljoen jaar zal een schijf al zijn gas aan de ster hebben overgedragen en volledig verdwijnen, waarbij alleen de gevormde planeten en het resterende rotsachtige materiaal achterblijven.

Magnetische velden, gegenereerd door turbulentie, kunnen al aanwezig zijn in de vroege planetaire schijf - een schijf van gas en stof die een jonge ster omringt waar planeten worden gevormd. Turbulentie kan leiden tot een dynamo-effect, waarbij de beweging van geïoniseerde deeltjes (zoals die in de schijf) een magnetisch veld creëert.

Deze Magnetische velden spelen een essentiële rol in het proces waarbij materiaal vanuit de schijf wordt overgedragen naar de zich vormende planeten. Ze kunnen tevens invloed uitoefenen op de rotatie en samenstelling van deze jonge planeten.

Hetzelfde magnetische veld kan stofkorrels langs ’n soort van 'botsings- en aanhechtingskoersen’ hebben voortgestuwd om vervolgens de eerste kometen, asteroïden en kiemen van rotsachtige planeten te vormen.

Wanneer planeten eenmaal gevormd zijn en hun eigen dynamo-processen ontwikkelen, kunnen ze hun eigen sterke magnetische velden creëren, zoals de Aarde dat heeft gedaan. Deze velden zijn essentieel voor het beschermen van de planeet tegen schadelijke straling en het behoud van een atmosfeer die leven kan ondersteunen.

In het zonnestelsel kunnen de meest primitieve meteorieten, de chondrieten, stoffen bevatten uit de vroegste fasen van planeetvorming. Chondrieten zijn fragmenten van asteroïden. Deze kunnen korrels bevatten, chondrulen genoemd, die variëren in grootte van een micrometer tot een centimeter. Chondrulen bevatten ferromagnetische mineralen die kunnen fungeren als een register voor de magnetische veldomgevingen waarin ze zijn afgekoeld. Deze mineralen kunnen de sterkte en richting van het magnetische veld vastleggen op het moment dat de chondrules afkoelden en stolden. 

Nog even dit:

• De magnetische velden van sterrenstelsels zijn ongeveer honderdduizend keer zwakker dan het magnetische veld van de Aarde, en sommige wetenschappers stellen dat ze zelfs tot een miljoen keer zwakker kunnen zijn. Men neemt ook aan dat een jong sterrenstelsel een zeer zwak magnetisch veld heeft, dat over miljarden jaren sterker wordt door de rotatie van het stelsel. De gemiddelde intensiteit van het totale magnetische veld in de Melkweg bedraagt ongeveer 6μG (microgauss) in de omgeving van de Zon en stijgt naar 20 tot 40 μG in het centrum van het sterrenstelsel. 
• De reden van het zwakke magnetische veld van de Melkweg is, dat de bron van het dit veld is gelegen in het centrum, een superzwaar zwart gat. De Melkweg heeft een diameter van ongeveer 100.000 lichtjaar, dit is 'n enorme 'dynamo': 100.000 x 10.000 miljard km!! Er is een intense turbulentie door de energie van in totaal zo’n 150 miljard sterren.
• De magnetische veldsterkte van Sagittarius A* kan ook weer vergeleken worden met die van een koelkastmagneet. Hoewel dit misschien als zeer zwak klinkt, is het toch krachtig genoeg om de instroom van aangroeiend plasma te beïnvloeden - en zo te helpen bepalen hoe het zwarte gat zich voedt.
• Sagittarius A* heeft een massa van 4,5 miljoen zonsmassa en een gemiddelde magnetische veldsterkte 0,005 gauss . Dat is ongeveer 100 keer zwakker dan de gemiddelde magnetische veldsterkte op het aardoppervlak, dat varieert van 0,25 tot 0,65 gauss.
• Dit is allemaal relatief zwak in vergelijking met veel andere magnetische veldsterkten in het universum. De krachtigste magnetische velden in het heelal zijn te vinden rond neutronensterren, met name magnetars, waarvan de veldsterkte miljoenen malen sterker is dan die van de aarde. Ook zwarte gaten en actieve galactische kernen bezitten extreem sterke magnetische velden, gegenereerd aan de waarnemingshorizon door interactie van gas met de accretieschijf die het zwarte gat omringt.

Aardmagnetisch veld

Zonder een magnetisch veld zou de zonnewind onze atmosfeer weggeblazen hebben door zijn enorme kracht.

Het aardmagnetische veld is een voortdurende interactie tussen de Zon en de Aarde. Om te begrijpen wat er met een planeet gebeurt als het zijn magnetisch veld verliest, kan men simpelweg kijken naar de planeet Mars.

De waterstofrijke eerste atmosfeer op Mars, deze wordt afgeleid uit klei aan het oppervlak.

Magnetische velden in de Marskorst

Mars beschikt niet meer over een uitgebreid magnetisch veld zoals de Aarde, hoewel dit in het verleden wel zo was. De planeet bezit echter nog steeds sterke magnetische velden in zijn korst, die tot dertig keer sterker zijn dan de magnetische mineralen in aardse gesteenten. In de Marskorst op het zuidelijk halfrond komt het mineraal veldspaat voor, dat geassocieerd wordt met silicarijke lava in plaats van basaltachtige lavastromen die we hier op Aarde kennen. De magnetische velden in de korst onthullen de samenstelling en de veranderingen die door verschillende geologische processen zijn veroorzaakt. Ze bieden ook inzicht in de geschiedenis van het diepe binnenste van Mars, de samenstelling en de dynamiek van de kern. Magnetische velden zijn essentieel voor het begrijpen van de potentiële bewoonbaarheid van een planeet, en dus ook voor de reeds ontdekte en nog te ontdekken exoplaneten.

Mars is de rode planeet

Het ijzer in de bodem van Mars speelt een belangrijke rol bij het creëren van het korstmagnetisch veld. Hier zijn enkele belangrijke punten over hoe dit werkt:

1. Magnetische Mineralen: De Marsbodem bevat mineralen die rijk zijn aan ijzer, zoals magnetiet en hematiet. Deze mineralen kunnen magnetische eigenschappen vertonen, wat betekent dat ze de mogelijkheid hebben om een magnetisch veld vast te houden en te registreren.

2. Historische Magnetische Activiteit: Terwijl Mars in zijn vroege geschiedenis mogelijk een globaal magnetisch veld had, kunnen de ijzerrijke mineralen in de korst zijn magnetische geschiedenis vastleggen. Deze mineralen kunnen tijdens perioden van magnetische activiteit zijn georiënteerd, waardoor ze nu nog steeds een zwak magnetisch veld vertonen.

3. Korstmagnetisch Veld: De lokale magnetische velden die op Mars waargenomen worden, zijn vaak gerelateerd aan de concentraties van de genoemde ijzerrijke mineralen. De variaties in het korstmagnetisch veld zijn vaak te koppelen aan gebieden met hoge concentraties van magnetische mineralen.

4. Beperkte invloed: Hoewel het ijzer in de Marsbodem bijdraagt aan het korstmagnetisch veld, is het veld zelf relatief zwak. Dit komt doordat het niet voortkomt uit een actieve geodynamo zoals op Aarde, waar de beweging van een vloeibare kern een sterk en consistent magnetisch veld genereert.

Nóg een interessant feit: de grootste en hoogste schildvulkaan bevindt zich op Mars! In het verleden was er zeker vulkanische activiteit onder het oppervlak van Mars. Deze vulkaan, met een hoogte van 25 km, is gevormd door een magma-pluim, vergelijkbaar met die van de eilandengroepen Hawaï, IJsland of de Azoren. De vulkaan kon veel groter worden omdat de zwaartekracht op Mars slechts een derde is van die op aarde. Daarnaast heeft Mars geen platentektoniek, wat betekent dat de magma-pluim miljoenen jaren lang lava kon blijven uitstoten op dezelfde plek, resulterend in een stapeling van lavastromen.

Olympus Mons mogelijk ooit een vulkanisch eiland

De gigantische vulkaan Olympus Mons, één van de hoogste bergen in ons zonnestelsel, zou volgens recent onderzoek in het verleden boven een oceaan op Mars hebben kunnen uitsteken:

 Olympus Could Have Been a Giant Volcanic Island in an Ancient Martian Ocean

Volgens de huidige schattingen is deze uitgedoofde schildvulkaan gevormd tijdens de Hesperian-periode van Mars (ca. 3,7 tot 3 miljard jaar geleden) Hesperian Period

Deze periode kenmerkte zich door uitgebreide vulkanische activiteit en catastrofale overstromingen. Dit viel samen met een tijd waarin Mars een dichtere atmosfeer had, warmer was en stromend water op zijn oppervlak voorkwam.

De evolutie van de Aarde 

De vroege Aarde wordt gekenmerkt door hevige vulkanische uitbarstingen, verwoestende botsingen van meteorieten en asteroïden.

Botsing kleine planeet met Aarde

De maan wordt ook verondersteld te zijn gevormd tijdens deze vroege periode, en de leidende theorie beweert dat een botsing tussen de aarde en een hemellichaam ter grootte van Mars materiaal uitwierp dat uiteindelijk samenvloeide tot een maan.

Na vele miljoenen jaren stabiliseerde en differentieerde de kern en korst, ontwikkelde zich een stabielere atmosfeer en vormden de eerste oceanen. Het binnenste van de aarde bleef instabiel door convectiestromen en gesmolten gesteente dat naar het oppervlak steeg en afkoelde tot magmatische zeeën. Zwaardere elementen zoals nikkel en ijzer zonken naar de kern, terwijl de lichtere stollingsgesteenten basalt en graniet opstegen en in de aardkorst samensmolten tot rotsen.

The-evolution-of-the-early-earth

Het leven heeft zich kunnen ontwikkelen door een essentieel ingrediënt: de aanwezigheid van een beschermend magnetisch veld. Welk type leven zou men verwachten te evolueren op een planeet zonder zo'n cruciaal schild? Het zou waarschijnlijk nog steeds gebaseerd zijn op dezelfde fundamentele bouwstenen (koolhydraten, lipiden, aminozuren, nucleïnezuren), aangezien deze spontaan ontstaan uit de chemische stoffen die op onze planeet aanwezig waren. Echter, welke uitdagingen zou een bombardement van hoogenergetische deeltjes vormen voor de evolutie van het vroege leven, en welke soorten aanpassingen zouden waarschijnlijk nodig zijn om deze te overleven?

De vorming van het aardmagnetische veld begint diep in het binnenste van de Aarde

Het aardmagnetisch veld wordt gegenereerd in de vloeibare buitenkern door een zelfversterkend dynamomechanisme. In deze buitenkern is metaal vloeibaar door de lagere druk vergeleken met de vaste binnenkern. De temperatuur in de buitenkern ligt tussen 4400°C en 6000°C. Temperatuur-, druk- en samenstellingsverschillen leiden tot convectiestromingen in het vloeibare ijzer, wat elektrische stromen en magnetische velden genereert. Geladen metalen in combinatie met de Corioliskracht creëren wervelend een geodynamo die een omvangrijk magnetisch veld produceert.

Dit resulteert in een "magnetische bel" om de Aarde, de magnetosfeer genaamd, die zich uitstrekt tot honderdduizenden kilometers de ruimte in.

Krachtlijnen

Alle magnetische objecten genereren onzichtbare krachtlijnen die lopen van een noord- naar een zuidpool. De Aarde fungeert als een enorme staafmagneet, met magnetische veldlijnen die zich uitstrekken van de magnetische zuidpool naar de magnetische noordpool. Geladen deeltjes van de zon, zoals elektronen en ionen, worden door deze veldlijnen gevangen, wat resulteert in het genereren van de magnetosfeer.

Earth itself is a huge magnet

Polar-wandering

Als je je op de geografische Noordpool bevindt, zou een kompasnaald naar het magnetische noorden wijzen, dat niet exact samenvalt met de geografische Noordpool maar zich in het noorden van Canada bevindt, bij Ellesmere Island. Dit is een verschil van ongeveer 500 kilometer tussen de geografische noordpool en de magnetische noordpool. Dit verschil wordt de magnetische declinatie genoemd. Dat is de hoek tussen het noorden dat een kompas aangeeft en het echte noorden.

De hoek kan in de loop van de tijd veranderen als gevolg van 'polar wandering' m.a.w. de magnetische polen bewegen en wisselen zo nu en dan van plek. Ook de magnetische zuidpool verschuift ook voortdurend als gevolg van veranderingen in het magnetisch veld. Als gevolg van Polar drift, of Polar wandering, beweegt de pool ongeveer 10 tot 15 kilometer per jaar naar het noordwesten. De huidige afstand tot de werkelijke geografische zuidpool is ongeveer 2.860 km (±1800 mijl).

Verklaring Polar wandering

Platentektoniek is essentieel bij het verklaren van de schijnbare verplaatsing van magnetische polen gedurende een aantal tijdvakken. Magnetisme in gesteenten en mineralen speelt hierbij een grote rol.
Belangrijke punten zijn:

1. Paleomagnetisme: Ferromagnetische mineralen in gesteenten registreren het aardmagnetisch veld bij afkoeling en stollen van magma.

2. Schijnbare Poolverplaatsing: Continenten bewegen zich mee met de aardplaten, wat over miljoenen jaren de indruk wekt dat de magnetische polen zich verplaatsen.

De magnetische noord- en zuidpool van de aarde bewegen van jaar tot jaar een aantal kilometers . Wat is de oorzaak van dit fenomeen?

De magnetische polen van de aarde "zwerven" als gevolg van dynamische processen in de binnenste kern, met vloeibaar ijzer en nikkel. Factoren zijn o. a. convectiestromen die variëren in snelheid en richting, waardoor het magnetische veld fluctueert. De veranderingen in het vloeibare metaal leiden tot het rondzwerven van de magnetische polen. Bewegingen worden beïnvloed door de aardrotatie en geologische activiteiten zoals aardbevingen en vulkanisme. 

Er zijn verschillende dynamische processen:

Verplaatsingssnelheid

Jaarlijkse verplaatsing: De magnetische noordpool verplaatst zich gemiddeld met 10 tot 15 kilometer per jaar, hoewel deze snelheid kan variëren. In bepaalde perioden kan de verplaatsing zelfs toenemen tot meer dan 50 kilometer per jaar.

Tijdelijke versnellingen

Snellere verplaatsingen: Er zijn momenten geweest waarop de magnetische polen zich sneller verplaatsten dan gebruikelijk. Dit kan worden veroorzaakt door veranderingen in de convectiestromen binnen de vloeibare buitenkern.

Alsmede ontstaan lokale afwijkingen in het aardmagnetisch veld zoals de  Magnetic anomaly: Bangui Central African Republic 

Er zijn twee theorieën aangedragen voor de herkomst van de Bangui-anomalie, maar geen van beide is met zekerheid bewezen. De ene theorie wijst op een grote intrusie van stollingsgesteente (het binnendringen van magma), gevolgd door de kristallisatie van langzaam afkoelend magma onder het aardoppervlak. De andere theorie suggereert een meteorietinslag in het Precambrium, meer dan 540 miljoen jaar geleden, als mogelijke verklaring.

Onlangs heeft onderzoek van de School of Earth and Environment in Leeds, uitgewezen dat het afkoelingsproces van de vaste binnenkern niet op een uniforme manier over de hele aarde plaatsvindt - en deze variaties kunnen ook afwijkingen in het magnetisch veld van de aarde veroorzaken.

Planetary poles and magnetic fields

In het videofragment wordt gesproken over magnetohydrodynamica m.b.t. het genereren van het magnetische veld door het gloeiende vloeibare metaal in de buitenste aardkern

Magnetohydrodynamica beschrijft de wisselwerking tussen magnetische velden en bewegende elektrische geleiders, hier dus vloeibare metalen. Belangrijke concepten voor het magnetische veld van de Aarde omvatten de buitenste kern, waar vloeibaar ijzer en nikkel elektrische stromen geleiden. Convectiestromen, veroorzaakt door temperatuurverschillen in de kern, zijn vergelijkbaar met het koken van water in een pan. Deze bewegende vloeibare metalen kunnen elektrische stromen opwekken binnen een magnetisch veld, wat leidt tot het dynamo-effect en het creëren van een zelfvoorzienend magnetisch veld rond de Aarde dat bescherming biedt tegen kosmische straling en zonnewind.

Origins of the Earth's magnetic field

Zoals eerder vermeld, ontstaat het magnetische veld van de Aarde in de vloeibare buitenkern door een zelfvoorzienend dynamoproces. Elektrische stromen, gegenereerd door het langzaam bewegende gesmolten ijzer, creëren het magnetische veld. Naast deze bronnen in de aardkern, zijn er aan het aardoppervlak ook bronnen van het magnetische veld, zoals gemagnetiseerde rotsen in de korst. Daarnaast spelen de ionosfeer en de magnetosfeer een rol in dit veld.

Omdat zeewater zout bevat, genereert het een elektrische stroom wanneer het door het magnetische veld van de Aarde beweegt. Hierdoor creëren oceaanstromingen een zwak magnetisch veld in de bovenste lagen van de aardmantel, waar de temperatuur tussen de 1400 en 3000°C ligt. Zout zeewater kan elektrische stromen genereren wanneer het door het magnetische veld van de Aarde beweegt. Hier wordt een interactie vastgesteld van diverse factoren - de stroming van vloeibaar metaal in de buitenkern, oceaanstromingen en geologische activiteiten in de mantel - die gezamenlijk de dynamiek van het aardmagnetisch veld bepalen.

Oceaanstromingen kunnen bijdragen aan lokale magnetische variaties, maar zijn niet verantwoordelijk voor het dynamo-effect, dat vooral wordt veroorzaakt door de beweging van vloeibaar metaal in de buitenkern.

Elektrische stromen in de ionosfeer produceren ook zwakke magnetische velden. De rotatie van de Aarde zorgt voor dagelijkse veranderingen in het magnetische veld aan het aardoppervlak.

Dit alles toont de complexiteit van de interacties tussen de oceanen, atmosfeer, de ionosfeer, de magnetosfeer en de Aarde zelf.

Bron: Shutterstock

Het-dynamo-effect

Introductie van de geodynamo

De geodynamo

In het hart van onze planeet bestaat de buitenkern van de aarde voornamelijk uit vloeibaar ijzer en de binnenkern is vast ijzer en nikkel. De vorming en differentiatie ervan is een van de belangrijkste gebeurtenissen in de vroege geschiedenis van onze planeet. De planetaire accretie en radioactieve warmte wordt uit de kern onttrokken door thermochemische convectie. De vaste binnenkern is minstens een paar honderd miljoen jaar geleden verschenen en groeit voortdurend naarmate de planeet afkoelt. 

Convectie in de buitenkern wordt verondersteld de oorsprong te zijn van het magnetisch veld van de aarde, door middel van een dynamo-effect: vloeiende bewegingen creëren elektrische stromen, die op hun beurt een magnetisch veld induceren dat het reeds aanwezige initiële magnetische veld versterkt. 

De initiële magnetische velden van de aarde zijn waarschijnlijk ontstaan tijdens de vroege stadia van de planeetvorming, en hevige bombardementen door asteroïden en meteorieten hebben daarin een belangrijke rol gespeeld. Hier zijn enkele belangrijke punten om dit verder te verduidelijken:

1. Vorming van de Aarde

• Accretie: De aarde is gevormd door het samenvoegen van stof en gas in de zonnenevel, wat leidde tot een opeenhoping van materie en uiteindelijk tot de vorming van planetesimalen, en later de aarde zelf.

2. Hevige Bombardementen

• Turbulentie en Verhitting: Tijdens de vroege geschiedenis van de aarde ervoer de planeet intense bombardementen door asteroïden en meteorieten. Deze impacts veroorzaakten enorme turbulentie en verhitting in de jonge aarde, wat leidde tot het smelten van een groot deel van de binnenste materie.
• Vloeibaar Metaal: Deze processen resulteerden in een vloeibare buitenkern van ijzer en nikkel, die verder bijdroegen aan de dynamo-activiteit.

3. Initiële Magnetische Velden

• Het genereren van van Magnetische Velden: De beweging van de vloeibare metalen in reactie op de turbulente omstandigheden en de draaiing van de aarde leidde tot de opbouw van een magnetisch veld. Dit veld kan zijn ontstaan uit de combinatie van de oorspronkelijke magnetische signalen van de aarde en de dynamische processen die plaatsvonden.
• Invloed van Veldlijnen: De beweging van deze vloeibare metalen genereert ook elektrische stromen, die het magnetische veld verder versterken en stabiliseren.

4. Gevolgen voor de Aarde

• Versterking van het Magnetisch Veld: Het oorspronkelijk gevormde magnetische veld vormt de basis van het huidige aardmagnetische veld, omdat waar een elektrisch veld is, er ook een magnetisch veld moet zijn. Dit is cruciaal voor de bescherming van de aarde tegen deeltjes van de zonnewind en schadelijke zonnestraling.

In een vorige blog schreef ik over het magnetisch veld van de Zon en welke gevolgen dat heeft voor de aarde. Ook over het poollicht en hoe de kleuren ontstaan.

Magnetisch veld van de Zon

Zonnewind en de kleuren van het Poollicht

Zonnewind, een stroom geladen deeltjes die ontsnappen uit de Zon

De kleuren van het Poollicht

De zonnewind is een stroom van geladen deeltjes, voornamelijk protonen en elektronen, die continu van de Zon naar de Aarde en de rest van het zonnestelsel stroomt.

Deze deeltjes stromen met extreem hoge snelheden, vaak tot enkele honderden kilometers per seconde.

Als je op de top van een berg zou staan, zou je door een sterke wind omver geblazen kunnen worden. Wanneer de zonnewind op het magnetische veld van de aarde botst, beschermt de bow shock ons door de zonnewind plots af te remmen. De zonnewind remt plotseling af en vormt een bow shock

Bow shock en stroomopwaarts Foreshock

Vorming van Bow Shock: Wanneer de zonnewind de magnetosfeer van de Aarde ontmoet, ontstaat er een schokgolf die we de 'bow shock' noemen. Dit gebeurt omdat de supersonische zonnewind met een extreem hoge snelheid beweegt en de magnetosfeer een relatief statisch veld is.
Effecten: De bow shock bevindt zich aan de voorkant van de aardse magnetosfeer, waar de snelheid van de zonnewind afneemt en de deeltjes worden vertraagd. Dit kan leiden tot een verhitting van de deeltjes en veranderingen in hun energie.

Deze geladen deeltjes, protonen, elektronen en ionen, bewegen door het zonnestelsel met snelheden die variëren van 400 tot 800 kilometer per seconde, in een plasma toestand. Dit hoogenergetische plasma kan onze magnetosfeer niet binnendringen en creëert daardoor een boeggolf voor de magnetosfeer.

Foreshock

Wanneer zonnewinddeeltjes de bow shock treffen, worden plasmagolven met intense golfactiviteit stroomopwaarts teruggekaatst naar een gebied dat bekend staat als de Foreshock. Hoe deze golven zich naar de andere kant van de schok kunnen voortplanten, was tot voor kort een mysterie gebleven. 

How do foreshock waves propagate through Earth's bow shock?

Hoe planten voorschokgolven zich voort door de Bow shock van de Aarde?

De golven in de Foreshock kunnen het magnetisch veld van de Aarde binnendringen. 

Stroomopwaarts van de Bow Shock vormt zich dus een foreshock met intense golfactiviteit. Hierin zijn voornamelijk s-golven de dominante golfmodus. Ze spelen een belangrijke rol bij het moduleren van de vorm van het schokfront en beïnvloeden de deeltjesreflectie van de bow shock. Dit creëert dan weer nieuwe golven die in overeenstemming zijn met de foreshock-golven.

Magnetische herverbinding

To understand magnetic Reconnection in Space 

Waar plasma aanwezig is, kan magnetische herverbinding optreden. Dit fenomeen houdt in dat tegengesteld gerichte magnetische veldlijnen in een plasma worden verbroken en opnieuw verbonden. Tijdens dit proces wordt de energie van het magnetische veld omgezet in kinetische en thermische energie van het plasma.

Bij magnetische herverbinding breken de veldlijnen in feite niet echt af. Deze uitdrukkingen worden ten onrechte gebruikt om dergelijke fenomenen te beschrijven. De explosieve energievrijgave tijdens magnetische herverbinding is het gevolg van het herordenen van magnetische veldlijnen, wat resulteert in de transformatie van opgeslagen magnetische energie naar kinetische energie van geladen deeltjes.

Magnetische herverbinding staat centraal bij diverse spectaculaire verschijnselen in ons zonnestelsel, zoals zonnevlammen die optreden nabij zonnevlekken.

Solar flares and solar magnetic reconnection get new spotlight in two blazing studies 

Recente onderzoeken, gepubliceerd in The Astrophysical Journal (juli 2024), behandelen de kenmerken van zonnevlammen en introduceren een nieuwe classificatie-index, evenals het magnetische veld van de Zon.

Het plasma van de zonnewind veroorzaakt boeiende fenomenen rond onze planeet. De eerder besproken Foreshock, het gebied vóór de Bow shock, is bijzonder intrigerend. Hoewel de plasmagolven zich ver buiten de magnetosfeer bevinden, dringen ze toch door het magnetische schild van de Aarde, met name bij de Noord- en Zuidpool, waar ze het poollicht creëren.