Was die Strahlungsgürtel um die Erde so energiereich macht
„Seit der Entdeckung der Strahlungsgürtel im Jahr 1958 ist die grundlegende Frage unbeantwortet, wie die Elektronen dort zu solch hohen Energien beschleunigt werden“, berichtet Studienleiter Geoffrey Reeves vom Los Alamos National Laboratory. Die Strahlungsgürtel, nach ihrem Entdecker auch Van-Allen-Gürtel benannt, liegen wie ein weitläufiger Torus um die Erde. Ihr äußerster Rand reicht bis zu etlichen Erdradien in den Weltraum hinaus – ungefähr bis zum geosynchronen Orbit, in dem bevorzugt Telekommunikationssatelliten geparkt werden. Für Raumfahrer gilt es, die Strahlungsgürtel möglichst schnell zu durchqueren, um die Strahlenbelastung möglichst niedrig zu halten. Insbesondere bei starken Sonnenausbrüchen steigt diese rapide an.
Die Forscher nutzen einen solchen Sonnenausbruch vom Oktober 2012 und untersuchten die Daten der beiden Zwillings-Raumsonden Van Allen Radiation Belt Storm Probes, die die NASA eigens zum Studium des Strahlungsgürtels entworfen und in einen Orbit quer durch diese hindurch gebracht hat. Üblicherweise meiden Satelliten die Strahlungsgürtel nach Möglichkeit, weil sie die Elektronik durcheinander bringen können. Mithilfe der Zwillingssonden konnten Forscher aber keinen nennenswerten Elektronentransport von weiter außen in das Zentrum der Strahlungsgürtel feststellen. Vielmehr sprechen auch die Daten einiger weiter außen kreisender, geostationärer Satelliten dafür, dass es intensive Radiowellen in den Strahlungsgürteln sind, die die Elektronen auf immer höhere Energien bringen. Wenn die Radiowellen und die Elektronen sich mit derselben Geschwindigkeit bewegen, können sie in Resonanz geraten, wodurch erstere ihre Energie besonders effektiv auf die Elektronen übertragen. „Wenn dies passiert, geben die Radiowellen eine Reihe exakt passender Stöße an die Elektronen ab“, so Reeves. „Dies erhöht deren Geschwindigkeit – so wie bei einem Kind auf einer Schaukel.“
Dritter Strahlungsgürtel um die Erde entdeckt
Frühwarnsystem für Sonnenstürme installiert