Cluster vliegt door schokfront om de aarde

Cluster quartet
17 januari 2001

De invloed van de aarde houdt niet op bij de bovenste grens van onze atmosfeer. Om de aarde bevindt zich nog een magnetisch veld dat ons beschermt tegen zonsuitbarstingen en schadelijke kosmische straling. De vier satellieten van ESA’s missie Cluster maakten voor het eerst het in de geschiedenis een driemensionaal beeld van de scheiding tussen dat aardmagneetveld en de ruimte waar de zon heerst.

Iedereen heeft weleens de witte, schuimende boeggolf gezien vlak voor een schip dat door het water vaart. Minder bekend is dat de aarde net zo’n boeggolf heeft. Die bevindt zich echter niet vooruit, maar aan onze dagzijde in de richting van de zon. De aardse boeggolf – ruimteonderzoekers spreken van het “schokfront” - ontstaat door de druk die de voortdurende stroom van elektrisch geladen zonnedeeltjes uitoefent op ons magneetveld. Waar het aardmagneetveld moet terugwijken voor die “zonnewind”, ontstaat het schokfront met direct daarachter een turbulent gebied. Dit gebied bevindt zich op 65.000 tot 90.000 km afstand van de aarde.

Aan de nachtzijde wordt het aardmagneetveld als een soort kielzog over een afstand van miljoenen kilometers meegesleept. De open achterzijde vormt een soort zwakke plek, want langs die kant kunnen geladen zonnedeeltjes toch naar de aarde stromen. Bij een zonsuitbarsting zijn dat er zoveel en zijn ze zo krachtig dat ze zelfs tot in de buitenste delen van onze dampkring doordringen. De prachtige lichtverschijnselen die zich daarbij boven de poolstreken voordoen, staan bekend als het noorder- en het zuiderlicht.

Schokfront
Schokfront van de aarde op 22 december 2000

De langgerekte magnetische druppel (“magnetosfeer”) om de aarde is natuurlijk al eerder door satellieten en ruimteverkenners onderzocht. Maar Cluster bestaat uit vier satellieten. Sinds december vorig jaar vliegen ze in piramide-formatie door het turbulente gebied, door het schokfront heen de zonnewind in, en vervolgens weer terug in de beschermende magnetosfeer.

’s Ochtends op 22 december gingen de vier Cluster-satellieten voor het eerst door het schokfront. Ze bleven toen tien minuten lang in de zonnewind. ’s Middags waagden ze zich opnieuw in de vrije ruimte. Omdat ze zich toen tot 125.000 km van de aarde verwijderden, bleven ze elf uur lang in de zonnewind.

Cluster metingen
Metingen door de vier Cluster-satellieten

“Heel duidelijk zagen we toen al wat voor een enorme verschillen er optreden,” zegt Clusters projectwetenschapper Philippe Escoubet. “Het hele magneetveld van de aarde deint afhankelijk van de kracht van de zonnewind op en neer als een samengeknepen ballon. ‘s Ochtends was de magnetosfeer duidelijk meer ingedrukt dan ’s middags. Maar het fraaist waren de verschillen in tijd waarop de satellieten het schokfront passeerden. Daarmee kregen we een driedimensionaal beeld van het gebied.”

Sinds die eerste keer zijn de Cluster-satellieten al vaker door het schokfront gegaan. Alle metingen die worden uitgevoerd vormen tezamen een soort kaart, waarop de invloed van de zon op onze omgeving is te zien. Die driedimensionale kaart moet ons een betere indruk geven van het “ruimteweer” en ook de invloed van de gevaarlijke zonnestormen die van tijd tot tijd de kop opsteken.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.