Wie verschwinden rasend schnelle Elektronen?

Die Entdeckungen des Weltraumzeitalters haben mit den Strahlungsgürteln hoch über der Erde begonnen, die nach James van Allen, dem Leiter der “Explorer”-Satellitenmissionen, benannt sind. Mehr als ein halbes Jahrhundert später ist die Dynamik in diesen beiden ringförmigen Regionen mit hochenergetischen Teilchen immer noch kaum verstanden. Elektronen werden dort auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigt und verschwinden innerhalb weniger Tage oder auch nur Stunden. Das Problem, die Verhältnisse in den Van-Allen-Gürteln vorherzusagen, liegt in einer Art Wettstreit zweier Mechanismen: dem der Beschleunigung und dem des Elektronenverlusts. Das Ergebnis ist bis heute nicht quantifizierbar. Dabei ist die Region im erdnahen Weltraum von großer Bedeutung, denn dort umkreisen Satelliten mit hoch empfindlicher Elektronik unseren Planeten.
Die Beschleunigungsmechanismen haben in den vergangenen Jahren viel Aufmerksamkeit durch die Forschung erhalten. Dagegen ist der Elektronenverlust nach wie vor rätselhaft. Eine Studie, die jüngst im Fachmagazin „Scientific Reports“ erschienen ist, klärt nun einige zentrale Fragen. So zum Beispiel, warum und wie Elektronen innerhalb nur weniger Stunden verschwinden. Die Studie hat zwei Erstautoren, Yuri Shprits vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ und Xing Cao, ein Doktorand der Universität von Wuhan in China. Xing Cao forschte während eines Gastaufenthalts am GFZ in der Sektion Magnetosphärendynamik zu diesen Fragen.   Mehr erfahren…