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News: Dunkles Leuchten im Weltraum

Die faszinierend schimmernden Lichter über den nördlichen und südlichen Polkappen haben Unterstützung bekommen. Allerdings ist diese etwas zurückhaltend oder besser gesagt: Sie ist gut getarnt. Schon lange hatten Forscher vermutet, daß neben dem Sonnenwind aus geladenen Teilchen auch Partikel von der Erde in den Weltraum strömen. Doch dieser Teilchenstrom ist unsichtbar - ein dunkles Leuchten sozusagen. Allerdings nützte ihm die Tarnung nichts, denn der Satellit Fast Auroral Snapshot der NASA hat ihn aufgespürt.
Polarlichter entstehen durch den sogenannten Sonnenwind, der die Erdatmosphäre mit geladenen Teilchen beschießt. Die Partikel strömen aus der Korona der Sonne und treffen auf die Magnetosphäre der Erde. Die meisten Teilchen werden dort zwar reflektiert, doch nicht alle, denn einige von ihnen verfangen sich im Magnetfeld. Die magnetischen Feldlinien, an denen die Teilchen entlangströmen, treten über den Polkappen in die Erde ein. Daher werden sie durch das stärker werdende Magnetfeld immer mehr beschleunigt und kollidieren in 100 bis 300 Kilometern Höhe mit den Gasteilchen in der Atmosphäre. Der Zusammenstoß mit Sauerstoff, Stickstoff und anderen Gasmolekülen ruft bei starkem Teilchenbeschuß dann die Polarlichter hervor.

Doch das ist nur der eine Teil des himmlischen Schauspiels. Mit Hilfe des Satellits Fast Auroral Snapshot (FAST) der NASA haben Wissenschaftler nun die zweite Hälfte des Kreislaufes entdeckt, nach der sie schon lange gesucht hatten. Es strömen nicht nur Teilchen von der Sonne auf die Erde, sondern diese sendet ebenfalls geladene Partikel aus. FAST kreist in 350 Kilometern Höhe über der Erde und detektierte neben den geladenen Teilchen, die in die Erdatmosphäre eindrangen, auch elektrische Ströme, welche sich in entgegengesetzte Richtung bewegten. Die auslaufenden Partikel erreichen allerdings ihre Spitzengeschwindigkeit erst in einer Höhe von mehreren Tausend Kilometern. Dort ist die Atmosphäre so dünn, daß für sie die Wahrscheinlichkeit, mit Gasteilchen zu kollidieren, sehr gering ist. Daher leuchtet diese "Aurora" auch nicht, sagt Robert Pfaff Jr. vom NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt MD, Maryland. "Dies ist eine Aurora, die wir nicht sehen können", meint er. "Und es ist eine neue Welt für die Astrophysik." Satelliten könnten allerdings durch den Strahl nicht beschädigt werden, dafür sei er zu schwach, fügt Pfaff hinzu.

Die Messungen des Satelliten erklären auch den Ursprung der Radiowellen, die mit einer Leistung von einigen Milliarden Watt in den Weltraum strahlen, meint Robert Ergun von der University of Colorado, Boulder. Die parallelen Gebiete einströmender und ausströmender geladener Teilchen bewirken, daß diese koherente, laserähnliche Strahlung emittieren, deren Wellenlänge im Bereich der Radiowellen liegt. Diese Wellen schrauben sich an den magnetischen Feldlinien der Erde entlang, sagt Ergun. Solche Emissionen sind in noch viel stärkerem Umfang auf dem Jupiter und dem Saturn zu sehen, sie flackern ebenfalls auf der Sonne und auf binären Sternen, deren Bahnen nah genug sind, um geladene Gase auszutauschen.

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