Teilchenbarriere

Bislang unbekannter planetarer Schutzschild der Erde entdeckt

D. Lenz

Immer wieder stoßen Wissenschaftler auf völlig Neues – auch heute noch. Genauso verhält es sich mit einem Schutzschild der Erde, welcher bis vor kurzem unentdeckt blieb. Für die Entstehung dieser unsichtbaren Barriere gibt es bislang keine Erklärung.

Boulder (U.S.A.). Eine Gruppe von Forschern um Professor Daniel Baker vom Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) an der University of Colorado hat einen bisher unbekannten Schutzschild in etwa 11.500 Kilometern Höhe ausgemacht. Die Forschungsergebnisse veröffentlichte das Team im Fachjournal Nature.

Die Teilchenbarriere befinde sich laut der Astrophysiker im sogenannten Van-Allen-Strahlungsgürtel, der im Zuge der NASA-Mission „Van Allen Probes“, mithilfe von Raumsonden, seit 2012 untersucht wird.

Der Van-Allen-Gürtel und die Barriere

Der Van-Allen-Strahlungsgürtel besteht aus zwei Ringen, die die Erde umgeben. Der kleinere, innere Ring befindet sich etwa in einem Bereich von 3000 bis 6000 Kilometern und beinhaltet größtenteils Protonen. Der äußere Ring beginnt bei ca. 12.000 Kilometern und endet in 25.000 Kilometern Höhe. Im größeren Ring befinden sich vor allem hoch-energetische, ultraschnelle Elektronen, die Mensch und Maschine in der Raumfahrt schnell gefährlich werden können. Deswegen hat man sich besonders auf die Erforschung dieser Strahlungsbereiche konzentriert.

Die kürzlich entdeckte, unsichtbare Barriere schirmt die schädliche Strahlung des äußeren Rings zu nahezu 100 Prozent von der Erde ab. Wie und warum es dazu kommt, ist ungeklärt. Das Erdmagnetfeld als einziger Faktor kann ausgeschlossen werden, da es zu Durchlässigkeit in schwächeren Bereichen des Feldes käme. Derartiges ist beim entdeckten Schutzschild jedoch nicht vorhanden.

Entstehung der Teilchenbarriere gibt Rätsel auf

„Es ist, als würden die Elektronen an einer Glaswand abprallen“, erklärt Daniel Baker. Er zieht sogar den Vergleich mit einem Energieschild eines Raumschiffs aus der Serie „Star Trek“. Wie genau dieser rätselhafte Schutzschild aber zustande kommt und wie er diese besonderen Eigenschaften erwirbt ist völlig unklar.

Die erste Theorie, die Professor Baker und seine Kollegen nun aufstellten, geht vom kalten Plasma unserer Plasmasphäre aus, das die Elektronen an einer harten Grenze streut und damit eine Barriere bildet. Dieser Schutzschild aus (laut Theorie) elektrisch geladenem Gas soll, mithilfe der Van-Allen-Zwillingssonden, weiter untersucht werden, um auch dieses Geheimnis zu lüften. Bis jetzt ist die Entstehungsursache aber - genauso wie die des Van-Allen-Gürtels selbst – nicht geklärt.

Beim Van-Allen-Strahlungsgürtel besagte die Theorie, dass Strahlung von der Sonne in unserem Erdmagnetfeld steckenbleibt, was auch die Form erklären würde. Allerdings widersprechen Wissenschaftler vom Los Alamos National Laboratory dieser These und verorten die Entstehung der Strahlung im Gürtel selbst. Der Bericht zu dieser neuen Theorie ist sehr überzeugend und erschien 2013 im Fachmagazin Science, also mehr als 60 Jahre nach der Entdeckung des Strahlungsgürtels durch James Van Allen. Es bleibt abzuwarten, wie lange es dauert, bis man den neu entdeckten Schutzschild erklären kann.

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