DUBBEL POOLLICHT GEFOTOGRAFEERD MET IMAGE-SATELLIET

Belgische en Amerikaanse onderzoekers hebben met NASA's IMAGE-satelliet voor het eerst het dubbele karakter van het poollicht uit de ruimte bestudeerd (Geophysical Research Letters, 15 maart). IMAGE (Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration) maakt afbeeldingen van plasma's in het binnenste deel van de magnetosfeer: het gebied rond de aarde dat onder invloed staat van het magnetische veld.

De magnetosfeer schermt de aarde af van de stromen geladen deeltjes van de zon (de zonnewind). Tijdens grotere activiteit van de zon weten sommige deeltjes – vooral protonen en elektronen – echter toch de magnetosfeer binnen te dringen, waarna ze via de magnetische veldlijnen naar de magnetische polen snellen. Als zij daar de hogere lagen van de atmosfeer bereiken, brengen zij door botsingen de atmosferische gasdeeltjes tot lichten. Dit licht, poollicht, heeft een kleurenspectrum van rood tot ver-ultraviolet.

Hoewel geofysici al sinds de jaren vijftig door metingen vanaf de aarde weten dat zowel elektronen als protonen poollicht creëren, maken de opnamen van IMAGE het nu mogelijk het ontstaan en de ontwikkeling van beide gelijktijdig te bestuderen. Protonen blijken overwegend een diffuus licht te creëren (foto links), terwijl er in het door elektronen veroorzaakte poollicht meer structuren voorkomen (foto rechts). Het poollicht door protonen ontstaat ook wat eerder en op lagere breedten en breidt zich dan noordwaarts uit. Op een bepaald moment vertonen beide zich als twee bijna concentrische cirkels van zo'n 3.500 kilometer diameter rond de magnetische pool. Terwijl het elektronen-poollicht zich verder noordwaarts uitbreidt, dooft het protonen-licht langzaam uit. De (positief geladen) protonen worden al snel geneutraliseerd, laten zich dan niet meer door magnetische veldlijnen sturen en vliegen alle kanten op: vandaar het structuurloze karakter van het licht dat zij produceren. De elektronen blijven daarentegen de magnetische veldlijnen volgen, ook nadat ze tegen vele atmosferische deeltjes zijn gebotst. Daardoor heeft het door hen veroorzaakte licht een structuur die door de veldlijnen wordt gedicteerd en ontstaan er bijvoorbeeld draperieën: golvende `gordijnen' van licht.