⚡ Eine neue Erklärung für die extremen Strahlungen des Uranus

Die Strahlungsgürtel des Uranus weisen eine überraschende Eigenschaft auf: Ihre Intensität übertrifft die wissenschaftlichen Vorhersagen bei weitem. Diese Beobachtung, die vor fast vierzig Jahren gemacht wurde, ließ Forscher lange ohne klare Antwort zurück und bildete eine anhaltende Frage in der Erforschung der Planeten.

Im Jahr 1986 führte die Sonde Voyager 2 ihren einzigen Vorbeiflug am Uranus durch. Ihre Instrumente detektierten ein außergewöhnlich hohes Niveau an Elektronenstrahlung, das nicht zu den etablierten Modellen für andere Welten des Sonnensystems passte. Diese unerwartete Entdeckung warf Fragen über die Mechanismen auf, die um diesen fernen Planeten herum wirken.


Um diese Situation zu klären, hat ein Team des Southwest Research Institute einen innovativen Vergleichsansatz gewählt. Durch die Analyse der historischen Daten von Voyager 2 und deren Gegenüberstellung mit aktuellen Beobachtungen der Erde identifizierten sie Ähnlichkeiten zu Ereignissen der Weltraumwetter. Diese Methode ermöglicht es, alte Messungen mit aktuellem Wissen neu zu betrachten.

Die Forscher stellen die These auf, dass eine spezifische Struktur des Sonnenwinds, genannt korotationswechselwirkende Region, zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs das uranische System durchquerte. Dieses Phänomen habe anschließend hochfrequente elektromagnetische Wellen erzeugt, ähnlich denen, die bei intensiven Sonnenstürmen auf der Erde beobachtet werden. Diese als 'Chorus' bekannten Wellen könnten die Elektronen beschleunigt und somit die detektierte Strahlung erhöht haben.

Robert Allen, Hauptautor der in Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie, weist darauf hin, dass die wissenschaftlichen Fortschritte seit den 1980er Jahren das Verständnis dieser Wellen verändert haben. Während sie früher als Elektronen zerstreuend galten, können sie unter bestimmten Bedingungen, wie sie bei kürzlichen Ereignissen auf unserem Planeten beobachtet wurden, diesen auch Energie zuführen.


Sarah Vines, Mitautorin, fügt hinzu, dass ein ähnliches Ereignis auf der Erde im Jahr 2019 zu einer deutlichen Beschleunigung der Elektronen in den Strahlungsgürteln führte. Die Anwendung dieses Mechanismus auf Uranus würde die von Voyager 2 aufgezeichneten abnormalen Energieniveaus erklären und einen schlüssigen Ansatz zur Interpretation der Daten liefern.

Die planetaren Strahlungsgürtel

Strahlungsgürtel, wie die Van-Allen-Gürtel um die Erde, sind Zonen, in denen geladene Teilchen, hauptsächlich Elektronen und Protonen, durch das Magnetfeld eines Planeten eingefangen sind. Ihre Entstehung erfolgt, wenn der Sonnenwind, ein von der Sonne ausgesandter Teilchenstrom, mit diesem Feld interagiert und Regionen hoher Energie erzeugt, die Satelliten und Raumfahrtmissionen beeinflussen können.

Diese Strukturen weisen je nach Planet unterschiedliche Intensitäten und Größen auf, abhängig von Faktoren wie der Stärke des Magnetfelds und der Entfernung zur Sonne. Jupiter besitzt beispielsweise sehr starke Gürtel aufgrund seines intensiven Magnetfelds, während Mars mit einem schwachen Feld weniger definierte Gürtel hat. Die Studie dieser Unterschiede hilft, Risiken für die Exploration abzuschätzen.

Die Strahlungsgürtel spielen eine zentrale Rolle im Weltraumwetter, beeinflussen Kommunikation und die Sicherheit von Astronauten. Ihre Analyse ermöglicht die Entwicklung von Schutzmaßnahmen für Raumfahrttechnologien und verbessert Modelle zur Vorhersage von Sonnenstürmen, die für menschliche Aktivitäten außerhalb der Atmosphäre essenziell sind.