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NASA-Satelliten erklären Phänomene der Strahlungsgürtel

NASA-Satelliten erklären Phänomene der Strahlungsgürtel

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Vor 55 Jahren, im Verlauf der ersten Explorer-Missionen der USA, wurden die Van-Allen-Gürtel entdeckt, zwei riesige Ringe energiegeladener Teilchen. Wissenschaftler nahmen bisher an, sie stammten von der Sonne und seien vom Magnetfeld der Erde eingefangen worden, doch dem ist nicht so, wie zwei neue NASA-Satelliten entdeckten.

Forscher eines Teams um Geoffrey Reeves vom Los Alamaos National Laboratory in New Mexico haben anhand der Daten der beiden Van Allen Probes, früher als Radiation Belt Storm Probes (RBSP) bezeichnet, herausgefunden, dass die Partikel hauptsächlich in den Strahlungsgürteln selbst entstehen. Handelte es sich nämlich um solare Teilchen, so änderte sich ihre Beschleunigung nur langsam, doch schon seit den 1990er Jahren weiß man, dass sich Energie und Dichte dort oben sehr schnell ändern können - ein Widerspruch in den bisherigen Erklärungen zur Entstehung der Strahlungsringe. Jetzt aber fanden die Experten, dass wandernde elektrische Felder in den Gürteln Elektronen von umherwandernden Atomen „abreißen" und diese fast bis auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen. Das macht die enormen Schwankungen der Dichte und Energie der Teilchen innerhalb kürzester Zeit möglich.

Bei den Untersuchungen wurden die Physiker von einem kosmischen Ereignis unterstützt, einem enormen Sonnensturm, welcher aus dem äußeren Ring die meisten der Elektronen einfach „davonblies". Nach der alten Theorie hätte es Wochen dauern müssen, bis die alte Struktur des Rings wieder hergestellt worden wäre, doch innerhalb von nur zwölf Stunden nach dem Durchgang des solaren Sturms registrierten die Instrumente der Satelliten einen Anstieg der Elektronendichte um fast das Tausendfache. So konnte sich der Gürtel mit großer Geschwindigkeit wieder erholen.

Die neuen Erkenntnisse sind unter anderem wichtig für den Schutz hochempfindlicher Elektronik an Bord von Satelliten. Die Bahnen der meisten Flugkörper sind so gewählt, dass sie unterhalb des inneren oder zwischen beiden Ringen fliegen. Jenen aber, welche die Ringe durchqueren, können die beschleunigten Teilchen gefährlich werden und sogar zu Fehlfunktionen oder Ausfällen führen.

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