Astronomen hebben ontdekt dat de aardse magnetosfeer (de onzichtbare bel van magnetische velden en elektrische deeltjes die onze aarde omringd en beschermd tegen gevaarlijke straling) niet uit vijf, maar uit zes onderdelen bestaat. Dit nieuwe onderdeel bestaat uit atomen die uit de atmosfeer ontsnappen en geïoniseerd worden (elektrisch geladen), waarna ze door het magnetisch veld worden opgezweept tot veel hogere energieën en zo een warme plasmamantel vormen.

Hoewel het noorder- en zuiderlicht de enige zichtbare onderdelen zijn van de (verder onzichtbare) magnetosfeer, vormt deze desondanks een integraal onderdeel van onze planeet. De magnetosfeer beschermt de aarde tegen gevaarlijke kosmische straling en opgefokte deeltjes uit de zonnewind. Ondanks deze bescherming laat een zeer krachtige zonnewind (een zogenaamde zonnestorm) zijn sporen na op onze planeet, met verstoorde radiotransmissies en het uitvallen van elektrische systemen en GPS-signalen tot gevolg. Het zijn momenten als deze waarbij het belang van de magnetosfeer goed duidelijk wordt: zonder deze beschermlaag zal het  snel afgelopen zijn met de beschaving zoals wij die kennen.

Ondanks het grote belang van de magnetosfeer is deze pas in 1958 ontdekt door de Explorer 1 satelliet. Voor deze tijd wist men van het bestaan van elektromagnetische velden in de ruimte, maar het waar en waarom was volkomen onduidelijk. Vandaag de dag heeft de wetenschap de magnetosfeer voor een groot deel in kaart gebracht en opgemeten. Hieruit is gebleken dat de magnetosfeer enorm is: vijf tot zes keer de diameter van de aarde aan de zijde die naar de zon wijst en tien tot twaalf keer de diameter van de aarde aan de “nachtzijde”, alwaar een langgerekte staart van elektrische deeltjes gevormd wordt.

Deze magnetosfeer vormt geen onveranderlijke structuur en is hoogst dynamisch, waarbij veranderingen in de kracht van de zonnewind direct resulteren in het inkrimpen of uitdijen van de magnetosfeer. De verschillende onderdelen van de magnetosfeer worden van elkaar onderscheiden door het energiegehalte en gedrag van de deeltjes die ze bevatten. Het energieniveau van de deeltjes (meestal ionen oftewel geladen atomen) wordt uitgedrukt in elektronvolts (eV). Een typisch ion op zeeniveau heeft een energiegehalte van ongeveer 1/14 eV, terwijl ionen in de magnetosfeer miljoenen eV kunnen bevatten.



Vijf van de zes onderdelen van de magnetosfeer waren al langer bekend. Een team van wetenschappers heeft toen getracht een natuurlijke cyclus te beschrijven, waarbij deeltjes die afkomstig zijn uit de atmosfeer steeds meer energie krijgen en afwisselend alle delen van de magnetosfeer bevolken. Bij het samenstellen van deze cyclus kwam een “ontbrekende schakel” te voorschijn, oftewel de warme plasmamantel.

De warme plasmamantel is een ijle regio die zijn oorsprong heeft aan de nachtzijde van de aarde, maar zich vervolgens rondom de planeet wikkelt en aan de dagzijde langzaam vervaagt. Als gevolg van deze afzwakking wordt per gegeven moment slechts driekwart van de aarde door de warme deken van plasma omhuld. Deze bestaat uit warme ionen met energieën van 10 tot 3000 eV. De overige vijf onderdelen van de magnetosfeer zijn:

1. De ionosfeer, die eveneens de bovenlaag van de atmosfeer vormt. Deze regio bestaat uit een gebied waar ultraviolette straling van de zon resulteert in het opbreken van luchtmoleculen, waarbij ionen van waterstof, helium, zuurstof en stikstof geproduceerd worden.
2. De plasmasfeer vormt de laag boven de ionosfeer en bestaat uit waterstof- en heliumionen die langzaam opwellen vanuit de ionosfeer. De plasmasfeer omringd de gehele aarde en bestaat vooral uit “koele” ionen van lage energie.
3. De Van Allen-gordels zijn ingebed in de plasmasfeer en bestaan uit zeer hete en energierijke deeltjes (meestal protonen) van tientallen miljoenen elektronvolts. De Van Allen-gordels zijn weer verbonden met de volgende laag van de magnetosfeer, namelijk:
4. de zogenaamde Ringstroom, een gordel van ionen met energieën van 3000 tot 50000 eV. Zoals de naam van deze regio al aangeeft, stromen deze ionen rondom de aarde (in tegenovergestelde richting dan de ionen uit de plasmasfeer).
5. De magnetostaart heeft zijn bron boven de polen van de aarde en strekt zich over een enorme afstand uit, tot voorbij de omloopbaan van de maan. De magnetosfeer bestaat uit twee verschillende onderdelen, namelijk de laagenergetische staartlobben (van 10 tot 300 eV) en de hoogenergetische plasmaschil (van 500 tot 5000 eV).

Orginele bron: Vanderbilt