Posted in: Sonnensystem 28. Februar 2013 20:00 Weiter lesen →

Neuer Strahlungsgürtel beobachtet

Grafik zeigt Erde, umgeben von drei flachen, gelb markierten Gürteln, grünen Zwischenräumen Indem sich der Sonnenwind im Magnetfeld der Erde verfängt, bilden sich große Gürtel aus geladenen Teilchen in vielen Tausend Kilometern Höhe. Diese Struktur ist sehr viel variabler als bislang angenommen, berichten amerikanische Forscher im Magazin „Science“. Demnach registrierten zwei neue Satelliten unmittelbar nach dem Start, wie sich der äußere Strahlungsgürtel der Erde in zwei Gürtel aufspaltete und erst nach Wochen durch die Sonne wieder zurechtgestutzt wurde.

Grafik: NASA/Van Allen Probes/Goddard Space Flight Center

„Zunächst glaubte ich, dass mit unserem Messinstrument etwas nicht stimmen würde“, erklärt Dan Baker von der Universität von Colorado in Boulder. Beide Satelliten hätten jedoch übereinstimmende Daten geliefert. „Schließlich mussten wir einsehen, dass wir es mit einem realen Ereignis zu tun hatten.“

Seit dem ersten Nachweis durch Raumsonden im Jahr 1958 ging man davon aus, dass die Erde zwei Strahlungsgürtel besitzt – einen inneren, der größtenteils aus positiv geladenen Protonen besteht, und einen äußeren aus negativ geladenen Elektronen. Vor allem letzterer ist dafür bekannt, dass sich seine Ausdehnung und Dichte mit der Sonnenaktivität rasch ändern können. Die Van-Allen-Probes-Satelliten hätten jedoch eine völlig neue Art von Variabilität entdeckt, so Baker.

Die beiden Satelliten waren am 30. August 2012 in die Erdumlaufbahn gebracht worden. Schon am Tag darauf konnten Baker und Kollegen ihre beiden REPT-Instrumente (Relativistic Electron-Proton Telescope) in Betrieb nehmen. Zu diesem Zeitpunkt zeigte sich noch ein Protonengürtel in einer Höhe von bis zu 1,5 Erdradien, durch eine breite Lücke getrennt von einem ausgedehnten Elektronengürtel ab 2 Erdradien. Wenig später sackte der äußere Gürtel förmlich in sich zusammen, nur um in Form zweier neuer Gürtel in einer Höhe von 2 bzw. ab 3 Erdradien erneut an Stärke zu gewinnen. Diese Struktur hatte bis zum 1. Oktober Bestand, als der äußerste Elektronengürtel plötzlich wieder verschwand.

Jeweils zeitgleich mit der Entstehung und mit dem Zerfall der neuen Struktur hätten sich die Geschwindigkeit des Sonnenwinds und das interplanetarische Magnetfeld jäh geändert, schreiben die Forscher. Möglicherweise führten solche Schockwellen dazu, dass über der Erde im großen Stil geladene Teilchen beschleunigt, umgelagert oder ganz aus der irdischen Magnetosphäre geschleudert würden. Eine solide theoretische Erklärung für das beobachtete Phänomen stehe jedoch noch aus. „Wir wissen überhaupt nicht, wie oft so etwas passiert“, so Baker. „Möglicherweise sind solche Ereignisse häufig und wir konnten sie bislang nicht sehen.“

Forschung: Dan N. Baker, Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado, Boulder; Shri G. Kanekal, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt; und andere

Veröffentlichung Science, 28. Februar 2013, DOI 10.1126/science.1233518

WWW:
Laboratory for Atmospheric and Space Physics, University of Colorado
Radiation Belts
Van Allen Probes

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