WeltraumwetterDie Suche nach den Killer-Elektronen

Fast mit Lichtgeschwindigkeit sausen Elektronen um die Erde und gefährden vor allem Satelliten. Ausgerechnet Sonnenstürme lassen die Teilchen schwinden. von 

Sie werden auch als Killer-Elektronen bezeichnet: jene Teilchen, die in 15.000 bis 25.000 Kilometern Höhe um die Erde schwirren und mit ihrer immensen Energie sogar Satelliten lahmlegen können. Sie stammen größtenteils aus den Tiefen des Alls oder von der Sonne, die kontinuierlich ihren Sternenwind aus geladenen Teilchen in den Weltraum entlässt. Das Magnetfeld der Erde hält die Partikel gefangen, die sich wie ein Gürtel um den Planeten legen.

Auch für Astronauten wäre die Strahlung sehr schädlich, würden sie sich längere Zeit in diesem äußeren Strahlungsgürtel aufhalten, der nach dem US-Astrophysiker James van Allen benannt ist. Hier gibt es Millionen der Killer-Elektronen pro Kubikzentimeter. Die Einzigen, die diese Zone bisher durchquert haben, sind die zwölf Raumfahrer, die im Rahmen des Apollo-Programms zum Mond geflogen sind. Die Strahlendosis, die sie schätzungsweise erfahren haben, sei jedoch vernachlässigbar, sagt Felix Spanier, Astrophysiker an der Universität Würzburg .

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Doch was macht die Elektronen von der Sonne so gefährlich? Mit ihrer hohen Energie stören sie die Programme von Satelliten. Die geladenen Teilchen induzieren Strom und lassen Halbleiter rasant altern. Prallen sie direkt auf einen Satelliten-Chip, können sie einen Bit-Flip auslösen, also ein Bit Information verändern. "Hielten sich Satelliten dauerhaft in einem Strahlungsgürtel auf, würden sie mit recht hoher Sicherheit bald auf die Erde stürzen", sagt Felix Spanier. Deshalb werden diese Bereiche als Erdumlaufbahn für Satelliten, so gut es geht, gemieden.

Mysteriöser Schwund im Strahlungsgürtel

Was den Van-Allen-Gürtel allerdings mysteriös macht, sind nicht seine geladenen Teilchen, sondern ihr wiederkehrender Schwund. Schon vor 40 Jahren entdeckten Astrophysiker, dass die Zahl der Killer-Elektronen sich immer mal wieder schlagartig verringert. Ob sie etwa auf die Erde regnen oder ins All hinaus fliegen, wussten Wissenschaftler bislang nicht. "Auch wenn die meisten Satelliten schon so gebaut werden, dass sie einen gewissen Schutz vor Strahlung haben, müssen Ingenieure bisher auf Näherungswerte und Wahrscheinlichkeiten vertrauen, weil sie keine genauen Daten für das Verhalten der Elektronen im Strahlungsgürtel haben", sagt der Astrophysiker Drew Turner von der University of California in Los Angeles. Auch deshalb wollen Raumfahrtingenieure wissen, wohin die Killer-Elektronen aus dem Strahlungsgürtel gelangen.

Turner und sein Team haben einen Teil dieses Rätsels wohl nun gelüftet. Aus den Daten gleich mehrerer Satelliten schließen sie: Die Teilchen werden von Sonnenwind-Partikeln selbst ins All befördert. Gewaltige Masseauswürfe geladener Teilchen, die die Sonne gen Erde schleudert, reißen auch die Killer-Elektronen im Van-Allen-Gürtel aus ihrem erdmagnetischen Bann. Ihre Ergebnisse haben die Forscher im Magazin Nature Physics veröffentlicht. "Wir sind einen Schritt weiter darin, Weltraumwetter-Phänomene zu verstehen und vorherzusagen", sagte Turner.

Erst vergangene Woche erreichte ein Sonnensturm seinen Höhepunkt, derzeit klingt er langsam ab. Die amerikanische Wetterbehörde NOAA hatte ihn als Ereignis der Stufe drei von fünf eingestuft – stark, aber nicht extrem. Bei Sonnenstürmen werden Milliarden Tonnen elektrisch geladene Teilchen von der Sonne ins All geschleudert , vor allem Wasserstoffionen. Diese kollidieren mit dem Magnetfeld der Erde und verformen es. Auch die Masseauswürfe selbst beinhalten jene Killer-Elektronen, die sie hin und wieder aus dem Van-Allen-Gürtel katapultieren. "Aus den Ergebnissen kann man vielleicht lernen, wie man Satelliten besser positioniert", sagt der Astrophysiker Felix Spanier.

Leserkommentare
    • grrzt
    • 01. Februar 2012 19:36 Uhr

    Oh je, und das in fast jedem Absatz. Man möchte schreiben: "Bitte bleiben Sie sachlich".

    • okmijn
    • 01. Februar 2012 19:37 Uhr

    früher hiesen "Killer-Elektronen" einfach Betastrahlung...

    Wobei der Begriff auch nicht ganz sauber ist, wenn nicht klar ist ob sie durch Beta-Zerfall entstanden sind. Diese Ungenauigkeit hat sich aber eingebürgert.

    Von "Killer-Elektronen" hatte ich bisher nichts gehört. Wenn man sich den Bereich Strahlenschutz unter

    http://de.wikipedia.org/w...

    durch liest werden diese Killer auch plötzlich relativ harmlos.

    • TeCe
    • 01. Februar 2012 20:06 Uhr

    .... der hier in der Zeit zu lesen ist. Gebe meinen beiden Vorpostern uneingeschränkt Recht. Es gibt auch keine 'Killerwale' oder ähnliches, wie oft zu hören oder zu lesen ist. Das Wort 'Killer' kann, wenn überhaupt, ausschließlich auf die Species Homo Sapiens angewendet werden; in der Regel wird damit ein Auftragsmörder gemeint.

  1. Diese Teilchen erzeugen Wolken, sie machen das Wetter, daraus macht man eine Statistik und die nennt sich Klimatabelle - oder kurz Klima.

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    • rvn
    • 01. Februar 2012 20:48 Uhr

    die Raumfahrer denn sonst durchgeflogen sein? Durch den Subraum etwa?

    • rvn
    • 01. Februar 2012 20:48 Uhr

    die Raumfahrer denn sonst durchgeflogen sein? Durch den Subraum etwa?

    • B-Saite
    • 01. Februar 2012 21:14 Uhr

    http://www.spiegel.de/wis...

    Dass man über das Thema in einem anderen Magazin liest und anschließend auch einen Artikel zu diesem Sachverhalt schreibt ist ja in Ordnung.

    Dass man dann aber auch diese eher an Boulevardzeitungen erinnernde Sprache übernehmen muss, ist ein Armutszeugnis für die Zeit.

    Ein echter Killer sozusagen ;-)

  2. Millionen Killerelektronen pro Quadratzentimeter ? und die Erde ist eine Scheibe ?

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    Freie Autorin

    Danke für den Hinweis. Ist geändert.

  3. Lese ich hier die Bild? Das "Killer" suggeriert doch, dass es sich um eine Gefahr für den Menschen handeln muss. Nun, mein Physik-LK liegt schon ein paar Jahre zurück, aber ist es nicht so, dass Betastrahlung sehr einfach zu absorbieren ist? Und warum liest sich der Artikel wie eine Sensation? Betastrahlung und deren Auswirkungen sind doch schon seit über 100 Jahren bekannt.

    Also, was soll dieser Artikel?

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