Die Sonne tritt in das tiefste Minimum ein, das im gesamten Weltraumzeitalter beobachtet wurde. Während des größten Teils des Jahres 2018 gab es keine Sonnenflecken, und die solare UV-Leistung ist gesunken. Gleichzeitig zeigen die neuesten Satellitenstudien, wie die obere Erdatmosphäre auf diesen Rückgang der Sonnenaktivität reagiert.
"Wir sehen einen Abkühlungstrend", sagt Martin Mlynczak vom Langley Research Center der NASA. „Hoch über der Erdoberfläche, nahe dem Rand des Weltraums, verliert unsere Atmosphäre Wärmeenergie. Wenn sich die aktuellen Trends fortsetzen, könnte die Erde bald einen Weltraumzeitalterrekord für Kälte aufstellen. “
Diese Ergebnisse wurden von der NASA mit dem neuesten SABRE-Instrument an Bord des TIMED-Satelliten der NASA erzielt:
SABRE kontrolliert die Infrarotemission von Molekülen aus Kohlendioxid (CO2) und Stickoxid (NO), zwei Schlüsselelementen, die in Höhen von 100 bis 300 Kilometern eine wichtige Rolle für die Energiebilanz der Atmosphäre spielen.
Durch Messung des Infrarotglühens von CO2- und NO-Molekülen kann SABRE den thermischen Zustand des Gases am äußersten Rand der Atmosphäre abschätzen, den Forscher als Thermosphäre bezeichnen.
„Die Thermosphäre kühlt sich während des Sonnenminimums immer ab. Dies ist eine der wichtigsten Arten, wie der Sonnenzyklus unseren Planeten beeinflusst “, erklärt Martin Mlinczak, der tatsächlich das SABRE-Projekt leitet.
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Wenn sich die Thermosphäre abkühlt, zieht sie sich zusammen und verkleinert buchstäblich den Radius der Erdatmosphäre. Diese thermodynamische Schrumpfung verringert den Luftwiderstand von Satelliten in einer erdnahen Umlaufbahn und verlängert deren Lebensdauer. Das sind gute Neuigkeiten.
Die schlechte Nachricht ist, dass die Thermosphäre normalerweise auch Weltraummüll verlangsamt, sodass dieser Abfall nach dem Schrumpfen lange Zeit in der Umlaufbahn bleibt. Tatsächlich sind Weltraummüll, der die Thermosphäre nicht mehr verlangsamt, im Allgemeinen die beste Nachricht für den Rest der schlechten Nachrichten.
Um Veränderungen in der Thermosphäre visuell zu verfolgen, haben Mlinchak und seine Kollegen den sogenannten TCI - den Thermosphere Climate Index - entwickelt, der deutlich zeigt, wie viel Wärme CO2- und NO-Moleküle in den Weltraum abgeben:
Martin Mlinczak interpretiert diese TCI-Visualisierung und sagt, dass die Infrarot-Leuchtkraft von NO derzeit etwa zehnmal geringer ist als in den aktiveren Phasen des Sonnenzyklus.
Leider befinden sich die Satelliten des TIMED-Satellitenprogramms und die Analoga des SABRE-Instruments seit etwa 17 Jahren im Orbit, sodass seit einem Jahrhundert keine vollständigen TCI-Daten vorliegen. Basierend auf den Daten von Astronomen der letzten Jahrzehnte können wir jedoch sagen, dass die Erde in das Zeitalter der kosmischen Kälte eintritt, ein ungefähres Analogon davon wurde 1940 beobachtet:
Die Forscher sind jedoch optimistisch, da der letzte TIMED-Satellit nur für drei Betriebsjahre ausgelegt war. Aufgrund der kalten Kompression der Thermosphäre bleibt der TIMED-Satellit jedoch sehr lange in seiner Umlaufbahn und der Satellit wird das Zeitalter der kosmischen Kälte in allen Einzelheiten untersuchen.
