Interplanetarer Staub

Mars ist Auslöser des Zodiakallichts

Robert Klatt

Interplanetarer Staub erzeugt auf der Erde das Zodiakallicht. Die Staubquelle dafür ist der Mars und nicht wie lange angenommen Kometen und Asteroiden.

La Cañada Flintridge (U.S.A.). In besonders dunklen Regionen der Erde kann in der Morgen- und Abenddämmerung ein leichtes Leuchten am Himmel beobachtet werden, das aus einem hellen Lichtkegel besteht, der sich meist leicht schräg oder senkrecht über dem Horizont befindet. Das sogenannte Zodiakallicht verläuft entlang Ekliptik, also der Ebene, auf der die Planeten ihren Stern umkreisen. Bisher konnte die Wissenschaft den Ursprung dieses Lichts nicht eindeutig belegen, obwohl das Phänomen schon vor als tausend Jahren beschrieben wurde.

Eine mögliche Quelle des Zodiakallichts sind interplanetare Staubkörner, die im Weltraum schweben und das eintreffende Licht der Sonne streuen. Als Ursprung dieses Staubs vermutet die Forschung Kometen und Asteroiden, die diesen bei ihrer Passage durch das innere Sonnensystem verlieren.

Partikelspuren auf dem Mars

Daten, die die NASA-Raumsonde Juno auf dem Weg zum Jupiter zufällig gesammelt hat, widersprechen laut einer Publikation des NASA Jet Propulsion Laboratory (JPL) dieser Theorie. Die Sonde ist so eingestellt, dass eine der vier Navigationskameras automatisch alle Sequenzen speichert, auf denen auf mehreren Bildern unidentifizierte Objekte auftreten.

Dies sollte eigentlich unentdeckte Asteroiden aufzuspüren. Laut einer Publikation im Journal of Geophysical Research entdeckte die Sonde statt unbekannter Asteroiden dabei aber tausende winzige Partikel, die sich durch den Weltraum bewegten.

J. L. Jørgensen: „Aufnahmen sahen aus, als wenn jemand ein staubiges Tischtuch am Fenster ausschüttelt. Irgendetwas stimmte da nicht.“

Erst dachten die Wissenschaftler, dass eine Kollission ein Loch in den Treibstofftank der Sonde gerissen hatte und nun Gas als gefrorene Tröpfchen entweichen. Eine Analyse zeigte dann aber, dass die winzige Partikel kein Treibstoff, sondern winzige Teile der Solarsegel waren, die durch Kollisionen mit interplanetarem Staub herausgeschlagen wurden.

Jack Connerney: „Jedes Teilchen verrät den Einschlag eines interplanetaren Staubpartikels und erlaubt uns so, dessen Verteilung entlang von Junos Flugbahn zu kartieren.“

Marsbahn enthält Staubansammlung

Die Analyse der Verteilung der Staubpartikel zeigt überraschend, dass diese vor und in Asteroidengürtel nicht wie erwartet zunimmt, sondern geringer wird.

J. L. Jørgensen: „Dies spricht dafür, dass die Objekte im Asteroidengürtel größtenteils als Staubsenke agieren, nicht als Quelle interplanetaren Staubs.“

Die meisten Staubeinschläge auf der Juno-Sonde erfolgten hingegen bei der Passage des Mars. Dies entspricht nicht der gängigen Theorie, laut der Planeten kleine Partikel in ihrer Umlaufbahn schlucken.

J. L. Jørgensen: „In dieser Zeit schlugen rund 200 Staubteilchen pro Tag auf den Solarsegeln der Raumsonde ein.“

Die Erde entspricht hingegen den bisherigen Annahmen der Astronomie, weil Juno bei der Passage der Erdbahn deutlich weniger Staubeinschläge verzeichnete.

Mars als Quelle für interplanaren Staub

Dies zeigt laut den Wissenschaftlern, dass der Mars eine Quelle für interplanaren Staub und damit auch der Urheber des Zodiakallichts ist.

J. L. Jørgensen: „Die Staubpopulation, die wir nahe der Ekliptik messen, passt zu den orbitalen Parametern des Mars. Es ist daher nur logisch, ihn als Staubquelle anzusehen.“

Auch bisherige Beobachtungen, laut denen es auf dem Mars viel Staub und starke Stürme gibt, die Staubteilchen in extreme Höhen schleudern, sprechen für diese Annahme. Unklar bleibt hingegen, wie die Partikel der Gravitation des roten Planeten entkommen.

J. L. Jørgensen: „Für eine solche ‚Flucht‘ vom Mars müsste die Fluchtgeschwindigkeit von mehr als fünf Kilometern pro Sekunde überschritten werden – bisher ist aber kein Mechanismus bekannt, der dies erlaubt.“

Es wäre deshalb auch möglich, dass die Partikel nicht direkt vom Mars, sondern den Marsmonden Phobos und Daimos stammen. Die großen Mengen an interplanetarem Staub machen dies aber sehr unwahrscheinlich. Die Wissenschaftler gehen deshalb davon aus, dass der Staub tatsächlich vom Mars stammt. Weitere Untersuchungen sollen in Zukunft untersuchen, wie die Partikel die Schwerkraft des Planeten überwinden und ins All gelangen.

Journal of Geophysical Research, doi: 10.1029/2020JE006509

Spannend & Interessant
VGWortpixel