Alle Planeten mit Magnetfeld fangen geladene Teilchen ein und halten sie in Gürteln fest, nur Merkur galt elf Jahre lang als Ausnahme. Eine erneute Auswertung von Messdaten der Sonde MESSENGER kehrt dieses Bild nun um. Der Strahlungsgürtel existiert, allerdings nur zeitweise und abhängig davon, wo sich der Planet gerade auf seiner stark gedehnten Bahn befindet. Die im Fachjournal Nature Astronomy vorgestellten Ergebnisse kommen wenige Monate vor der Ankunft einer neuen Raumsonde.
Der Merkur ist der kleinste Planet des Sonnensystems und zugleich der Sonne am nächsten. Er umrundet sie in 88 Tagen auf einer auffällig gedehnten Bahn, deren sonnennächster und sonnenfernster Punkt weit auseinanderliegen. Anders als Venus und Mars besitzt er ein eigenes Magnetfeld, das jedoch rund hundertmal schwächer ausfällt als das der Erde. Ein solches Feld wirkt wie ein Käfig für geladene Teilchen. Elektronen und Protonen aus dem Sonnenwind werden von den Feldlinien eingefangen, pendeln zwischen den magnetischen Polen hin und her und bilden ringförmige Zonen erhöhter Strahlung. Bei der Erde tragen diese Zonen den Namen Van-Allen-Gürtel, entdeckt im Jahr 1958. Auch Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun besitzen solche Gebilde. Beim kleinsten Planeten hielt die Fachwelt das schwache Feld dagegen für zu eng, um Teilchen überhaupt festhalten zu können.
Wie viel Strahlung ein Planet abbekommt, entscheidet nicht er selbst, sondern die Sonne. Der Sonnenwind trägt ständig geladene Teilchen nach außen, und bei heftigen Ausbrüchen steigt dieser Strom sprunghaft an. Wie weit die Vorhersage solcher Ereignisse inzwischen reicht, zeigt die Forschung, die sogar Vorboten heftiger Sonnenstürme viele Jahre im Voraus erkennt, was für die Planung von Raumfahrtmissionen erhebliche Bedeutung hat. Der innerste Planet steht diesem Strom nahezu ungeschützt gegenüber, weil sein Magnetfeld nur einen kleinen Raum umschließt. Zwischen dem sonnennächsten und dem sonnenfernsten Punkt der Bahn ändert sich der Druck des Sonnenwinds erheblich. Genau diese Schwankung rückt die neue Untersuchung in den Mittelpunkt, denn sie erklärt, warum die Messungen der Jahre zwischen 2011 und 2015 so widersprüchlich ausfielen.
Das Team der University of Michigan und der University of California in Berkeley wertete Daten der NASA-Sonde MESSENGER neu aus, die den Planeten zwischen 2011 und 2015 umkreiste. Entdeckt wurde der Gürtel dabei nicht durch ein eigens dafür vorgesehenes Instrument, sondern über Störsignale. Energiereiche Elektronen durchschlagen die Gehäuse von Messgeräten und erzeugen dort ein charakteristisches Rauschen, das sich von echten Messwerten unterscheiden lässt. Aus der Häufigkeit und Verteilung dieser Störungen rekonstruierten die Forscher, wann sich Teilchen in einigen hundert Kilometern Höhe über der Oberfläche sammelten. Wie die Mitteilung der beteiligten Hochschule festhält, war der Gürtel in Sonnenferne in etwa der Hälfte aller ausgewerteten Fälle vorhanden, in Sonnennähe dagegen nur in rund zwanzig Prozent.
Erklären lässt sich der Unterschied über den Druck des Sonnenwinds. In Sonnennähe presst er die Magnetosphäre so stark zusammen, dass die eingefangenen Elektronen kaum Raum für ihre Pendelbewegung finden und rasch verloren gehen. In Sonnenferne dehnt sich der magnetische Hohlraum aus, die Teilchen bleiben länger gefangen, und der Strahlungsgürtel baut sich auf. Stabil ist er dennoch nie. Nach den Auswertungen hält er sich nur Stunden bis wenige Tage, bevor er wieder zerfällt. Damit unterscheidet er sich grundlegend von den Gürteln der Erde, die seit ihrer Entdeckung ununterbrochen bestehen. Dass derzeit gleich mehrere Annahmen über unser Zentralgestirn korrigiert werden, zeigt auch der Befund, dass die Sonne deutlich mehr Silber enthält als bislang berechnet, weshalb Modelle des inneren Sonnensystems an mehreren Stellen nachgeschärft werden.
Praktische Folgen hat der Befund vor allem für die europäisch-japanische Mission BepiColombo, die am 21. November 2026 in eine Umlaufbahn einschwenken soll. Ursprünglich war die Ankunft für Dezember 2025 geplant, ein Problem mit dem Antrieb verschob den Termin um fast elf Monate. Aus wissenschaftlicher Sicht erweist sich die Verzögerung nun als günstig, weil die Sonde mit einem konkreten Beobachtungsziel eintrifft, von dem MESSENGER noch nichts wusste. Die Autoren halten in der Veröffentlichung in Nature Astronomy fest, dass BepiColombo die Zone bei früheren Vorbeiflügen möglicherweise bereits durchquert hat. Wie intensiv die Strahlung tatsächlich ist, lässt sich aus alten Störsignalen jedoch nicht ableiten. Für die Auslegung künftiger Instrumente und den Schutz empfindlicher Elektronik ist genau dieser Wert entscheidend.
Nature Astronomy, Dynamic electron radiation belt at Mercury controlled by solar wind driving; doi:10.1038/s41550-026-02925-3