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News: Jupiters Todesgürtel

Der größte Planet des Sonnensystems - Jupiter - ist nicht besonders einladend. Es existiert, soweit man weiß, keine feste oder flüssige Planetenoberfläche, und die Atmosphäre ist stürmisch und von Wirbeln durchsetzt. Als wenn das noch nicht reichen würde, trägt der Gasriese einen Gürtel hochenergetischer Elektronen um sich, der fortwährend Strahlung im Röntgenbereich emittiert. Wie jetzt Wissenschaftler herausfanden, ist der Elektronenbeschuss wesentlich stärker, als ursprünglich angenommen, und stellt für Raumfahrzeuge, die sich dem Planeten zu sehr nähern, eine ernstzunehmende Gefahr dar.
Genau wie die Erde, so besitzt auch Jupiter ein Magnetfeld, das Elektronen auf Spiralbahnen zwängt und sie in einem Gürtel um den Planeten gefangen hält. Aufgrund der hohen Geschwindigkeit und der Beschleunigung auf Kreisbahnen senden die Elektronen kontinuierlich so genannte Synchrotronstrahlung aus. Ihre Analyse gibt Aufschluss über die Elektronen, die sie emittieren. Allerdings gehen die kürzesten Wellenlängen der Synchrotronstrahlung, die von den energiereichsten Elektronen ausgesandt werden, in dem hundertmal stärkeren Hintergrund an Radiowellen unter, die von Jupiters heißer Atmosphäre ausgehen. Das macht eine Beobachtung von der Erde aus sehr schwierig.

Die Raumsonde Cassini hatte da schon eine bessere Position, als sie Ende 2000 auf ihrem Flug zum Saturn dem Jupiter sehr nahe kam. In einer Entfernung von rund zehn Millionen Kilometern schwenkte sie ihre Antenne, die normalerweise der Kommunikation mit der Erde dient, in Richtung des Gasriesen und schaltete auf Empfang. Indem das Raumgefährt vor dem Planeten mehrmals "nickte", rasterte es den strahlenden Gürtel ausgiebig ab. Außerdem drehte es sich einmal um 90 Grad, um festzustellen, inwieweit die Strahlung polarisiert ist. "Unter Benutzung ihrer Antenne konnte die Raumsonde Cassini zum ersten Mal das hochenergetische Ende des Spektrums festlegen, das der Strahlungsgürtel des Jupiter emittiert", erzählt Scott Bolton, Physiker an NASAs Jet Propulsion Laboratory in Pasadena.

Zusätzlich werteten die Wissenschaftler auch die Radiodaten des Very Large Array in der Nähe von Socorro und einer anderen Antenne nahe Barstow aus. So konnten sie einschätzen, inwieweit die Messungen von Cassini die normale Emission widerspiegeln. Die Analyse von Cassinis Daten ergab denn schließlich, dass die Elektronen mit der höchsten Energie erheblich spärlicher im Gürtel zu finden sind, als bisher angenommen. Das heißt aber, dass dafür wesentlich mehr Elektronen etwas niedrigerer Energie vorhanden sein müssen, die aber durchaus noch genug Potential hätten, die Elektronik von Sonden oder Raumschiffen zu rösten.

Außerdem ist der Zuwachs an energieärmeren Elektronen um einiges größer als die Zahl der Elementarteilchen, die im hochenergetischen Bereich wegfallen. Somit stößt jedes Raumgefährt, das sich dem Planeten bis auf 300 000 Kilometer nähert, auf einen äußerst schweren Strahlenbeschuss. Die Entfernung des Mondes von der Erde beträgt im Vergleich dazu etwa 380 000 Kilometer. Cassini hatte also noch genug Sicherheitsabstand zu den zerstörerischen Elektronen eingehalten. Damit die fragile elektronische Ausrüstung das Bombardement übersteht, muss sich die NASA aber für künftige Missionen einige Gedanken über eine geeignete Abschirmung machen.

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