AMSTERDAM - Dankzij modelberekeningen met een krachtige supercomputer en waarnemingen van de Europese Cluster-satellieten hebben wetenschappers het raadsel van de magnetische substormen weten op te lossen.

Substormen zijn uitbarstingen van energie in de magnetosfeer van de aarde die aanleiding geven tot poollicht.

Elektrisch geladen deeltjes van de zon - voornamelijk elektronen en protonen - kunnen soms de aardse magnetosfeer binnendringen, waarna ze zich ophopen in de langgerekte magnetostaart, die altijd van de zon af is gericht.

De opgeslagen energie komt af en toe vrij in de vorm van een magnetische substorm. Daarbij komen de elektrisch geladen deeltjes via de magnetische veldlijnen van de aarde in de dampkring terecht, in een ring rond de magnetische polen, waar ze poollicht veroorzaken.

Algemeen wordt aangenomen dat zo'n substorm ontstaat doordat er in de magnetostaart een her-rangschikking van de magnetische veldlijnen plaatsvindt - een zogeheten reconnectie. Die magnetische reconnecties zijn ook wel waargenomen, op afstanden van 125.000 tot 200.00 kilometer van de aarde.

Reconnectie

Geofysici hadden echter nooit een verklaring voor het feit dat poollichtverschijnselen soms al enkele tientallen seconden na zo'n reconnectie optraden: de magnetische Alfvén-golven die verantwoordelijk zijn voor het transport van de geladen deeltjes hebben een voortplantingssnelheid van slechts 500 tot 1000 kilometer per seconde.

Michael Shay van de Universiteit van Delaware heeft met behulp van een Cray XE6 supercomputer nu echter aangetoond dat er ook zogeheten kinetische Alfvén-golven in het spel zijn, die een veel hogere snelheid hebben.

En Jonathan Eastwood van het Imperial College London vond aanwijzingen voor het bestaan van zulke snelle magnetische golven in waarnemingsgegevens van de vier Europese Cluster-satellieten, die metingen verrichten aan elektrische en magnetische verschijnselen in de omgeving van de aarde. De nieuwe resultaten worden gepubliceerd in Physical Review Letters.