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Magnetische Momente

Teilchensturm tobt am Jupiter

Von Martin Paetsch

Das Treffen zweier Raumsonden hat Astronomen einmalige Einblicke in die riesige Magnetosphäre des Jupiters verschafft. Im Umfeld des Gasriesen, so zeigen die Daten, strahlt und knistert es gewaltig.

Anfang des vergangenen Jahres kam es fern der Erde zu einem denkwürdigen Rendezvous: Am Jupiter bekam der Kundschafter "Galileo" für kurze Zeit Unterstützung von der Raumsonde "Cassini", die sich dort für ihre Reise zum Saturn Schwung holte. Das mit Detektoren bestückte Duo sammelte, wie Forscher nun berichten, einzigartige Daten über das größte fest begrenzte Objekt im Sonnensystem: die Magnetosphäre des Gasriesen.

Die Ergebnisse des astronomischen Großeinsatzes, an dem auch die Weltraumteleskope Hubble und Chandra beteiligt waren, präsentieren 82 Planetenforscher in sieben Studien in der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins "Nature". "Diese koordinierte Kampagne hat mehrere neue Hinweise auf die komplexe Dynamik der Magnetosphäre des Jupiters ergeben", schreibt Thomas Hill von der Rice University in einem Begleitkommentar.

Die Raumvehikel offenbarten am Jupiter eine unsichtbare, aber dennoch äußerst eindrucksvolle Welt aus verbogenen Magnetlinien, Teilchenschauern und intensiver Strahlung. In der gewaltigen Magnetosphäre des Planeten - sie ist 20-mal breiter als die Sonne - registrierten die Bordinstrumente nahezu auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigte Elektronen, vom vulkanischen Jupitermond Io ausgestoßene Gaswolken und solare Unwetter, die zu Leuchterscheinungen an den Polen des Gasriesen führten.

Das magnetische Kleid des Jupiters ist, wie das der Erde, elastisch: Das Sonden-Paar wurde Zeuge, wie sich das schützende Feld unter dem Ansturm geladener Sonnenteilchen verformte. "Die Magnetosphäre kann man mit einer Blase aus geladenem Gas vergleichen, die unter dem Einfluss des planetaren Magnetfelds rotiert", erklärt Michele Dougherty vom Imperial College in London, die an drei der "Nature"-Studien beteiligt war. "Doch sie wird ständig vom Sonnenwind durchgerüttelt, gestaucht und gedehnt."

Solche solaren Schockwellen führen zu heftigen Turbulenzen: Nachdem die Partikel auf die Magnetosphäre geprasselt waren, zeichneten die Sonden erhöhte Radioemissionen auf. Und das Weltraumteleskop Hubble beobachtete eine Aufhellung des Glimmens an den Polen des Planeten, das den irdischen Nord- und Südlichtern ähnelt. In der Aurora entdeckten die Wissenschaftler sogar Leuchtspuren der großen Monde Io, Ganymed und Europa - von den Trabanten geht ein elektrischer Strom aus, der durch die Magnetosphäre zu den Jupiterpolen fließt und sich dort als ultraviolettes Glühen bemerkbar macht.

Rätselhaft bleibt indes eine Erscheinung im Röntgenbereich, die das fliegende Observatorium Chandra festhielt. Nahe des magnetischen Nordpols des Gasplaneten registrierte das Teleskop eine besonders starke Strahlung, die mit einer Periode von 45 Minuten pulsierte. "Der Ort dieser Röntgenquelle widerspricht der bisherigen Erklärung für die Röntgenemissionen des Jupiters", so Randy Gladstone vom Southwest Research Institute in San Antonio, Hauptautor einer entsprechenden "Nature"-Studie.

Wie die Forscher vermuten, könnte das seltsame Röntgenlicht von schweren Ionen stammen, die mit dem Sonnenwind den Jupiter erreichen. In der Magnetosphäre würden die geladenen Atome stark beschleunigt und zum Pol geleitet. Einmal im magnetischen Käfig gefangen, könnten die Ionen entlang der Feldlinien hin- und herlaufen, was das pulsierende Leuchten erklären würde. Bislang ist das jedoch nur eine Theorie: Über den Ursprung der Röntgenstrahlung sind sich die Forscher, wie Gladstone einräumt, "noch sehr im Unklaren."