Je leest:

Astronomen verklaren spoorloze elektronen

Astronomen verklaren spoorloze elektronen

Auteur: | 6 februari 2012

Sinds het lanceren van de eerste satellieten is het bekend dat er rond onze planeet een zee zweeft van vrije elektronen die gevangen zitten in het aardmagnetische veld. Waar wetenschappers hun hoofden lang over braken was dat deze zee soms plots helemaal leeg loopt om zich daarna weer langzaam te vullen. Ze weten nu waarom.

Astronomen van de Universiteit van Californië in Los Angeles (UCLA) schrijven in een artikel dat vorige week in Nature Physics verscheen dat de zonnewind ervoor kan zorgen dat elektronen uit de zogenoemde Van Allen-gordels tijdelijk weg worden geblazen. De ‘wind’ bestaat zelf ook uit geladen deeltjes die grote invloed kunnen hebben op de al aanwezige elektronen rondom onze planeet.

Van Allen-gordels

De Van Allen-gordels.

Er bestaan twee Van Allen-gordels rondom de aarde, die zijn vernoemd naar de Amerikaanse astrofysicus James Van Allen. De binnenste gordel bevindt zich ongeveer enkele duizenden kilometers boven het oppervlakte van de aarde en is voornamelijk gevuld met protonen. Daarboven begint de tweede gordel, die vooral bestaat uit hoog energetische elektronen. James Van Allen heeft de eer gekregen naamgever van deze twee gordels te zijn, omdat hij erop stond dat de eerste Amerikaanse satelliet Explorer 1 een Geigerteller aan boord zou krijgen. Toen hij uiteindelijk zijn zin kreeg, bleek deze teller na de lancering in 1958 onverwacht grote hoeveelheden geladen deeltjes te detecteren buiten de aardatmosfeer.

Alternatieve verklaringen van tafel

In de jaren ‘60 van de vorige eeuw werden er steeds meer satellieten gelanceerd die onderzoek deden naar de Van Allen-gordels. Het bleek dat deze eens in de zoveel tijd heel snel ’leegliepen’. De meters aan boord van de satellieten detecteerden dan geen deeltjes meer en niemand wist waar ze waren.

Wetenschappers zagen wel dat het verdwijnen van de deeltjes tegelijk gebeurde met een zogenoemde geomagnetische storm, veroorzaakt door een sterke zonnewind. Het magnetische veld van de aarde wordt dan verstoord door grote hoeveelheden geladen deeltjes die door de zon worden “uitgestoten”:

Een andere bekend effect van een zonnestorm zijn prachtige poollichten.
United States Air Force, Senior Airman Joshua Strang via Publiek domein

Er verschenen theorieën dat de geomagnetische storm ervoor zorgde dat de elektronen in de atmosfeer van de aarde werden opgenomen of dat de elektronen op dat moment hun energie verloren, waardoor ze niet meer te detecteren waren.

Deze verklaringen kunnen nu dus van tafel. Het merendeel van de deeltjes worden tijdens een storm juist van de aarde weggeblazen, schrijven de wetenschappers. Toch blijft de gordel dan niet lang leeg, want binnen enkele uren is hij weer gevuld met nieuwe deeltjes uit onder andere de zonnewind.

Ruimteweer voorspellen

Hoofdauteur Drew Turner schrijft dat het belangrijk is dat we weten hoe de zwerm geladen deeltjes zich gedraagt. “De maatschappij wordt steeds afhankelijker van technologie in de ruimte en deze deeltjes kunnen de levensduur van satellieten sterk verminderen. Het is daarom belangrijk dat we goede modellen hebben van wat de hoog energetische deeltjes doen onder invloed van geomagnetische stormen”, aldus Turner.

Het ruimtestation ‘vliegt’ op slechts 400 kilometer hoogte, ruim onder de Van Allen-gordels.
NASA

Naast de schade die een zonnestorm satellieten kan toebrengen zegt Turner dat astronauten ook gevaar kunnen lopen. Turner: “Hoog energetische elektronen kunnen makkelijk in een ruimtepak doordringen en zo de gezondheid van een astronaut bedreigen.”

Kuipers en het ISS

Moet de Nederlandse astronaut André Kuipers, die op dit moment enkele maanden in het Internationale Ruimtestation ISS verblijft, zich nu zorgen gaan maken? Waarschijnlijk niet. Het ISS bevindt zich op een hoogte van slechts 400 kilometer, veel lager dan de eerste Van Allen-gordel. Bovendien geniet het ruimtestation – net als wij op het aardoppervlak – bescherming van het sterke aardmagnetisch veld die ervoor zorgt dat de deeltjes op afstand blijven.

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 06 februari 2012

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.