Während des Sonnensturms im Mai 2024 registrierte der Satellit Arase (ERG) nahe L*≈3 ein wachsendes lokales Maximum der Phasenraumdichte von Multi-MeV-Elektronen. Eine 2026 veröffentlichte Studie deutet das Muster als Hinweis auf eine Quelle, an der Elektronen vor Ort beschleunigt wurden, bevor sie sich später nach innen und außen ausbreiteten (Studie in Geophysical Research Letters).
Das Ergebnis macht einen Unterschied zwischen zwei Vorgängen sichtbar: Teilchen können von weiter außen nach innen transportiert werden, oder sie können vor Ort Energie gewinnen. Die Forschenden interpretieren die Arase-Beobachtung als Hinweis auf den zweiten Vorgang.
Was das lokale Maximum aussagt
Die Phasenraumdichte beschreibt, wie stark Teilchen bei einer bestimmten Kombination aus Ort und Bewegungszustand vertreten sind. Ihr wachsendes Maximum nahe L*≈3 verweist laut den Studienautoren auf eine lokale Quelle für Multi-MeV-Elektronen. Ihrer Interpretation zufolge erfolgte die Beschleunigung dort, bevor sich die Teilchen später durch radiale Diffusion weiter nach innen und außen verteilten.
Radiale Diffusion beschreibt hier die spätere Umverteilung der Elektronen im Magnetfeld der Erde. Sie ist damit ein anderer Schritt als die Beschleunigung, die das lokale Maximum nach Auffassung der Autoren anzeigt.
Welche Rolle Chorus-Wellen und ausgedünntes Plasma spielten
In der Region des Maximums wurden intensive Chorus-Wellen und stark ausgedünntes Plasma beobachtet. Chorus-Wellen sind elektromagnetische Wellen im Plasma. Ihre gleichzeitige Beobachtung passt nach Einschätzung der Studienautoren zu einer Beschleunigung durch diese Wellen (Studie in Geophysical Research Letters).
Die Forschenden ordnen außerdem verstärkte Konvektion und einen negativen ionosphärischen Sturm als Umstände ein, die zu den ungewöhnlichen Plasmabedingungen beitrugen. Das lokale Maximum, die Wellen und das ausgedünnte Plasma ergeben zusammen die Grundlage für ihre Deutung.
Für die Deutung zählt die Reihenfolge: Das lokale Maximum weist auf eine mögliche Beschleunigungsquelle hin; die spätere Diffusion verteilt die Elektronen weiter.
Eine weitere Messung erfasste Elektronen in niedriger Erdumlaufbahn
Eine separate, 2025 veröffentlichte Studie untersuchte Elektronen mit Energien über 1 MeV in niedriger Erdumlaufbahn während desselben Sonnensturms. Sie berichtete von einer sieben Tage anhaltenden Verstärkung im Gebiet der Südatlantik-Anomalie während der Erholungsphase. Als mögliche Beiträge erörterten die Autoren radialen Transport, radiale Diffusion, lokale Beschleunigung und Streuung des Pitchwinkels (Studie in Journal of Geophysical Research: Space Physics).
Diese Messung betrifft eine andere Region und einen anderen Beobachtungsumfang als das lokale Maximum nahe L*≈3. Sie ergänzt den Befund, indem sie mehrere mögliche Prozesse für Elektronen in niedriger Erdumlaufbahn betrachtet.
Was sich in 4,3 bis 4,7 Tagen erholte
Für die beobachtete Region meldete die Nagoya University, dass die Plasmadichte etwa 4,3 bis 4,7 Tage brauchte, um wieder mehr als die Hälfte ihres Werts vor dem Sturm zu erreichen (Mitteilung der Nagoya University).
