Im dünn besiedelten Raum zwischen Sonne und Mars reißen unsichtbare magnetische Filamente plötzlich ab und ordnen sich neu an, wobei sie Plasmaströme mit Geschwindigkeiten von hunderten Kilometern pro Sekunde ausstoßen. Genau solche Ereignisse konnten nun erstmals mithilfe der Raumsonde MAVEN direkt nachgewiesen werden.
Die magnetische Rekonnektion beschreibt einen Prozess, bei dem entgegengesetzt ausgerichtete Feldlinien des Magnetfeldes kollabieren und sich neu verbinden, wodurch gespeicherte Energie freigesetzt wird. Im Sonnenwind, der von dünnen Stromschichten durchzogen ist, tritt dieser Mechanismus zwar überall auf, doch fehlten bislang direkte Belege für seine Wirkung in der Marsumlaufbahn. Forscher der Universität Boston und ihre Kollegen nutzten Daten des Magnetometers sowie der Ionen- und Elektronenanalysatoren SWIA und SWEA an Bord von MAVEN, um klassische Anzeichen für Rekonnektion nach dem Petschek-Modell zu identifizieren: die Bifurkation des Magnetfeldes und Alfvénsche Plasma-Ausströmungen.
Die beobachteten Ausströmungsbereiche erwiesen sich als großflächig und deutlich dicker als die typischen Stromschichten des Sonnenwinds in Marsnähe. Dies deutet darauf hin, dass die Rekonnektion nicht nur innerhalb einer Schicht stattfindet, sondern diese aktiv ausdehnt und so die Entstehung von Turbulenzen sowie die großräumige Entwicklung des Sonnenwinds fördert. Die Ereignisse wurden in zufälligen Stromschichten registriert und nicht nur in der großen heliosphärischen Stromschicht, was die Universalität dieses Prozesses in verschiedenen heliozentrischen Entfernungen unterstreicht.
Für den Mars, der kein globales Magnetfeld besitzt und lediglich über eine induzierte Magnetosphäre verfügt, sind diese Beobachtungen von besonderem Wert. Bisher ging man davon aus, dass in den meisten Stromschichten nahe dem Planeten keine Rekonnektion stattfindet; nun ist klar, dass dieser Prozess die Struktur der induzierten Magnetosphäre und den Energietransport vom Sonnenwind zur Atmosphäre maßgeblich beeinflussen kann. Die Analogie ist simpel: Stellen Sie sich vor, wie in einem alten Garten plötzlich Äste brechen und sich neu verflechten – die in den gespannten Stämmen verborgene Energie verwandelt sich augenblicklich in die Bewegung der Blätter und einen Luftstrom.
Die Studie stützt sich auf hochpräzise Messungen im MSO-Koordinatensystem und dem lokalen LMN-System, das mittels der Minimum-Varianz-Methode erstellt wurde. Die gefundenen Signaturen entsprechen dem Petschek-Typ der Rekonnektion und stimmen mit früheren Beobachtungen bei der Erde und in Sonnennähe überein. Dabei lässt das Ausmaß der Ausströmungen vermuten, dass der Prozess die Entwicklung von Turbulenzen in der gesamten Heliosphäre beeinflussen kann.
Damit erweist sich die magnetische Rekonnektion nicht als seltenes Phänomen, sondern als ein fundamentaler Regulator der solaren Dynamik, der von der Korona bis an die Grenzen des Sonnensystems wirkt.
