Rätselhaftes Phänomen: Sonnenstürme treiben Killer-Elektronen ins All

Zwei große, reifenförmige Strahlungsgürtel umringen die Erde: Die sogenannten Van-Allen-Gürtel sind eine harsche Umgebung. Nahezu lichtschnelle Elektronen rasen dort umher. Sie können Satelliten beschädigen, sogar völlig unbrauchbar machen, weshalb sie auch als Killer-Elektronen bezeichnet werden.

Doch während einiger Sonnenstürme haben Wissenschaftler schon in den sechziger Jahren Seltsames beobachten können: Die energiereichen Teilchen verschwinden innerhalb weniger Stunden. Bisweilen herrscht im äußeren Strahlungsgürtel auch noch nach Abklingen des Sonnensturms eine ungewöhnliche Leere, ehe wieder Elektronen einströmen.

Doch wohin wandern die Teilchen - Richtung Erde oder hinaus ins All? Des Rätsels Lösung präsentieren Drew Turner und drei Kollegen der University of California, Los Angeles jetzt im Fachmagazin "Nature Physics".

Als würden die Ozeane plötzlich das Wasser verlieren

"Es ist ein verblüffender Effekt", sagte der an der Studie beteiligte Yuri Shprits. "Ozeane auf der Erde verlieren auch nicht plötzlich das meiste Wasser, aber die mit Elektronen gefüllten Strahlungsgürtel können rasch entvölkert werden."

Die Wissenschaftler nutzten mehrere Satelliten, um die Elektronen während eines Sonnensturms zu beobachten. In ihrer Studie werten sie die Ereignisse eines geomagnetischen Sturms vom 6. Januar 2011 aus. Das sei ein sehr einfacher Sturm gewesen und kein Extremfall, sagte Turner.

"Lange nahm man an, die Teilchen würden nach unten aus den Gürteln herabregnen", sagte 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 Meilenstein für das Verständnis des Weltraumumfelds der Erde", betonte Turner. Auf welche Weise die Elektronen genau ins All entkommen, soll ein spezialisiertes Satellitenduo namens "Radiation Belt Storm Probes" (RBSP) klären, das in diesem Jahr gestartet werden soll.

Das Verhalten der Killer-Elektronen besser zu verstehen, hat großen praktischen Nutzen, da dadurch Sicherheit für Satelliten erhöht werden kann. Auf der Erdoberfläche muss sich indes niemand wegen der energiereichen Teilchen sorgen, wie die US-Weltraumbehörde Nasa auf einer Informationsseite gleich festhält: "Killer-Elektronen?! Sollten Sie sich unterm Tisch verstecken? - Wohl kaum."