Weltraumforschung Sonnenstürme fegen van-Allen-Strahlungsgürtel aus

Mit Hilfe von Satellitendaten haben US-Wissenschaftler nun eine Jahrzehnte alte Frage geklärt – wohin nämlich die Elektronen aus den van-Allen-Strahlungsgürteln der Erde getrieben werden, wenn Sonnenstürme toben.

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Die van-Allen-Gürtel umgeben die Erde und sind eine Heimstätte energiereicher Elementarteilchen.

Der äußere Ring besteht größtenteils aus Elektronen, der innere sowohl aus (positiv geladenen) Protonen und (negativ geladenen Elektronen). Der weiteste Abstand dieses Ringes von der Erde beträgt etwa 60.000 Kilometer.

Die Herkunft der Teilchen ist klar: Sie stammen einerseits aus dem Sonnenwind und andererseits aus der kosmischen Strahlung. Die van-Allen-Gürtel sind also quasi ein Schirm, der die Erde vor dem Strahlenbombardement aus dem All schützt.

Andererseits können die energiereichen Elektronen insbesondere des äußeren van-Allen-Gürtels Satelliten und Raumschiffe beschädigen, die durch diesen Ring hindurchfliegen.

Allerdings hat sich gezeigt, dass Sonnenstürme dazu führen können, dass die Elektronendichte im Strahlungsgürtel rapide abnimmt. Sonnenstürme fegen den äußeren van-Allen-Gürtel praktisch in Teilen leer. Die Frage war nun: Wohin verschwinden die Elektronen? Werden sie in die Erdatmosphäre getrieben oder ins interplanetare All geweht?

Man nahm lange an, dass die elektrisch geladenen Teilchen quasi in die Erdatmosphäre abregnen.

Doch Daten, die während eines Sonnensturms im Januar 2011 von den Satelliten Themis, GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite) und POES (Polar Operational Environmental Satellite) der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) erfasst wurden, ergeben ein anderes Bild.

Demnach werden die Elektronen hauptsächlich nach außen in den interplanetaren Raum getrieben. Das ermittelten die Forscher Drew Turner, Yuri Shprits, Michael Hartinger und Vassilis Angelopoulos vom Department of Earth and Space Sciences an der University of California in Los Angeles.

Die Beobachtung kann unter Umständen für den Betrieb von Satelliten in der Erdumlaufbahn von Nutzen sein. Ein Satellitenpaar namens Radiation Belt Storm Probes (RBSP), dessen Start für 2012 geplant ist, soll genauere Daten sammeln – vor allem darüber, auf welchem Weg die Elektronen ins All getrieben werden.

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