Magnetische Rekonnexion
Einer der wichtigsten Energieumwandlungsprozesse in der Weltraumplasmaphysik ist die sogenannte magnetische Rekonnexion. Dabei ändert sich die Topologie des Magnetfeldes abrupt in einem räumlich begrenzten Bereich. Dies führt zu einer Beschleunigung und Erwärmung der geladenen Teilchen in der Umgebung, wodurch magnetische in kinetische Energie umgewandelt wird. Es ist besonders wichtig dieses Phänomen besser zu verstehen, da dieser lokale Prozess Plasmatransporte auf globaler Ebene antreiben und spontan große Energiemengen freisetzen kann.
Der Weltraum stellt ein natürliches Plasmalabor dar und ist daher optimal geeignet um physikalische Phänomene wie die magnetische Rekonnexion anhand von Satellitenmessungen zu untersuchen. Während ein Satellit das Plasma und Magnetfeld lokal messen kann, kann man mit Hilfe von Simultanmessungen mehrerer Satelliten zeitliche und räumliche Variationen in den Messdaten voneinander trennen. Damit wird es möglich, den komplexen Energieumwandlungsprozess der magnetischen Rekonnexion im Detail zu untersuchen und besser zu verstehen.
Die Forschungsgruppe "Weltraumplasmaphysik" arbeitet aktiv an der Datenanalyse von Multi-Satellitenmissionen wie Cluster, THEMIS und MMS und vergleicht deren Messergebnisse mit fortschrittlichen Computersimulationen, um die magnetische Rekonnexion von der kleinskaligen Teilchenphysik bis hin zu deren großräumigen Auswirkungen im erdnahen Weltraum genauer zu erforschen.