Rätsel gelöst: Sonnensturm reißt Elektronen ins All

Nordlichter aus der Weltraum-Perspektive - aufgenommen von Bord der Internationalen Raumstation. Foto: Nasa

Washington/Los Angeles (dpa) - Das rätselhafte Verschwinden energiereicher «Killer»-Elektronen aus dem äußeren Strahlungsgürtel der Erde während mancher Sonnenstürme ist aufgeklärt. Die schnellen Elementarteilchen werden von Böen des Sonnenwinds offensichtlich ins All gerissen.

Das haben US-Astronomen mit einer ganzen Satellitenflotte beobachtet. Die Entdeckung verbessert die Vorhersage des sogenannten Weltraumwetters und den Schutz ihm ausgesetzter Satelliten, wie die Forscher um Drew Turner von der Universität von Kalifornien in Los Angeles im Journal «Nature Physics» betonen.

Sonnenstürme können mit nahezu lichtschnellen «Killer»-Elektronen Telekommunikations- und andere Satelliten beschädigen sowie Astronauten gefährden. Erst am vergangenen Dienstag hatte ein gewaltiger Sonnensturm die Erde erreicht. Dieser war nach neuesten NOAA-Berechnungen der stärkste seit 2003. Über Schäden wurde zunächst nichts bekannt. Bei hoher Sonnenaktivität werden große Gaswolken aus den Außenschichten der Sonne ins All geschleudert. Auf der Erde gehören Polarlichter zu den Folgen.

Zwei große, reifenförmige Strahlungsgürtel umringen die Erde, die große Mengen elektrisch geladener Elektronen enthalten. Diese sogenannten Van-Allen-Gürtel schwellen und schrumpfen unter dem Einfluss des Sonnenwinds, eines beständigen Stroms elektrisch geladener Teilchen von der Sonne. Diese fließt mal stärker und mal schwächer. Ausgerechnet zu Zeiten starker Sonnenwinde, während derer sehr viele elektrisch geladene Sonnenteilchen auf die irdische Umgebung treffen, verliert der äußere Strahlungsgürtel häufig nahezu alle seine Elektronen.

«Das ist ein verblüffender Effekt», erläuterte Turners Hochschulkollege Yuri Shprits in einer Mitteilung seiner Universität. «Ozeane auf der Erde verlieren auch nicht plötzlich das meiste Wasser, aber die mit Elektronen gefüllten Strahlungsgürtel können rapide entvölkert werden.» Zuerst beobachtet wurde das Phänomen bereits in den 1960er Jahren. Seitdem war unklar, wohin die schnellen Elektronen entschwinden.

«Lange nahm man an, die Teilchen würden nach unten aus den Gürteln herabregnen», berichtete Turner. Doch die neuen Beobachtungen, für die Daten von drei «Themis»-, zwei «Goes»- und sechs «Poes»-Satelliten kombiniert wurden, zeigen klar, dass die Elektronen nach außen in den interplanetaren Raum gerissen werden. «Das ist ein wichtiger Meilenstein für das Verständnis des Weltraumumfelds der Erde», betonte Turner. Auf welche Weise die Elektronen genau ins All entkommen, soll nun ein spezialisiertes Satellitenduo namens «Radiation Belt Storm Probes» (RBSP) klären, das in diesem Jahr gestartet werden soll.