Het bestaan van gigantische buisvormige plasmastructuren in de binnenste lagen van de magnetosfeer rond de aarde is meer dan zestig jaar na het vermoeden ervan, nu ook visueel bewezen. Cleo Lio, een studente van de universiteit van Sydney, kon voorstellingen van het fenomeen in 3D maken, dankzij creatief gebruik van een radiotelescoop.
Wat valt er allemaal waar te nemen in de lucht boven de aarde? Een gewone sterveling heeft er eigenlijk het raden naar, maar de 23-jarige Australische wetenschapster Cleo Lio heeft wél een duidelijkere kijk. Zij ontdekte er de aanwezigheid van enorme, onzichtbare en bewegende plasmabuizen.
Lio maakte gebruik van de Murchison Widefield Array (MWA), een radiotelescoop in de West-Australische outback, om de ruimte in 3D te kunnen waarnemen. Ze maakte van de 128 antennes verspreid over 9 km² in de woestijn "twee ogen".
Tot 50 km breed en honderden kilometes lang
Direct boven de aarde is er het magnetische veld, genaamd de magnetosfeer, maar die is ook gevuld met plasma dat ontstaat wanneer de lucht wordt "geïoniseerd" – elektrisch geladen – door zonlicht. De binnenste laag van de magnetosfeer van de aarde is de ionosfeer en daarboven heb je de plasmasfeer. Met de vernieuwende techniek kon Lio bewijzen dat de atmosfeer van de aarde ingebed ligt in de vreemde buisvormige plasmastructuren. De complexe, meerlagige buizen ontstaan dus door de atmosfeer die wordt geïoniseerd door het zonlicht. Zo'n buis is 10 tot 50 km breed en minstens honderden kilometers lang, misschien wel duizenden.
"We konden hun positie vastsleggen op zo'n 600 kilometer boven de grond, in de bovenste ionosfeer, en ze lijken zich verder opwaarts te bewegen naar de plasmasfeer", legt Lio uit. "Dat is ongeveer waar de neutrale atmosfeer eindigt en we overgaan naar het plasma van de kosmische ruimte."
Scepticisme
Er heerste aanvankelijk veel scepticisme tegen de nieuwe bevindingen, die zouden te verklaren zijn door een probleem met de beeldvorming van de radiotelescoop. Maar de resultaten van Lio's onderzoek – "Te goed om waar te zijn" – worden inmiddels toch door haar collega-astronomen toegejuicht. Ze publiceerde haar wetenschappelijke studie in Geophysical Research Letters.
Lio zegt nog dat de zwevende plasmabuizen onze astronomische gegevens, meer bepaald satellietgebaseerde navigatiesystemen, kunnen verstoren. Het zou ook ons hele denken over hoe sterrenstelsels, sterren en wolken van gas zich gedragen en hoe ze eruit zien, kunnen omgooien.
Nu natuurlijk de interessante vraag voor ons radio-amateurs: Wat betekenen die plasmabuizen voor de condities? Reflecteren ze voor bepaalde golflengten? Of vormen ze juist ducts zodat ze extra goed geleiden? Als de positie van deze plasmabuizen inzichtelijk zou kunnen worden gemaakt, kunnen we dat soort experimenten uit gaan voeren. De resultaten zouden wel eens verrassend kunnen zijn voor wat betreft propagatie. Ik zie een uitdaging…