Entdeckung im All: Star-Trek-Schutzschild der Erde verblüfft Physiker

In 12.000 Kilometern Höhe haben Forscher eine bislang unbekannte Barriere entdeckt. Sie hindert schnelle Elektronen daran, sich der Erde zu nähern - und inspiriert Physiker zu einem unwissenschaftlichen Vergleich.

Bei dieser Entdeckung im erdnahen Weltall mussten die Forscher Anleihen in der Fiktion machen: Man habe einen unsichtbaren Schutzschild entdeckt, das die Erde umgibt, heißt es in der Pressemitteilung der University of Colorado in Boulder, und am ehesten könne man diese Barriere mit den Kräftefeldern vergleichen, die das Raumschiff "Enterprise" aus der TV-Serie "Star Trek" aktiviert, wenn Geschosse von Aliens im Anflug sind.

Der Schild in knapp 12.000 Kilometern Höhe blockiere sehr schnelle "Killerelektronen", diese könnten der Erde deshalb nicht zu nahe kommen. Die Barriere liegt im Van-Allen-Gürtel, der aus zwei Ringen besteht. Der innere Ring (Höhe 3000 bis 6000 Kilometer) besteht vor allem aus Protonen, der äußere (Höhe 12.000 bis 25.000 Kilometer) aus Elektronen.

Entstehung unklar

Am inneren Rand des äußeren Rings, also etwa 12.000 Kilometer über der Erdoberfläche, haben die Forscher nun eine "extrem scharfe" Grenze entdeckt, welche schnelle Elektronen offenbar kaum durchdringen können. "Das ist so, als würden die Elektronen gegen eine Glaswand im All fliegen", sagte Daniel Baker von der University of Colorado. Das Ganze ähnele den Kraftfeldern aus Star Trek, die Raumschiffe schützten. "Das ist ein äußerst rätselhaftes Phänomen." Über ihre Beobachtungen berichten die Forscher im Fachblatt "Nature" .

Entdeckt wurde die mysteriöse Elektronenwand im All mit den "Van Allen Probes", zwei im August 2012 gestarteten Satelliten der Nasa. Wodurch genau die scharfe Grenze entsteht, wissen die Forscher bislang nicht. Eine mögliche Erklärung ist die sogenannte Plasmasphäre. Diese erstreckt sich bis zum äußeren Ring des Van-Allen-Gürtels und besteht aus kaltem, elektrisch geladenem Gas. An der Plasmasphäre werden Elektronen gestreut, sie könnte einen Teil der bislang unbekannten Elektronenbarriere bilden.

Die Forscher hoffen, mit weiteren Messungen der "Van Allen Probes" das Rätsel bald lösen zu können. Ein koronaler Massenauswurf, bei dem die Sonne Plasma ausstößt, würde wahrscheinlich wichtige Daten liefern. "Ich vermute, dass dabei der Schild für eine Weile durchbrochen wird", sagte Baker.

Der Van-Allen-Gürtel war 1958 entdeckt worden. Die gängige Theorie für die Entstehung des Gürtels lautet, dass die Teilchen von der Sonne und der kosmischen Strahlung kommen und vom Erdmagnetfeld eingefangen werden. 2013 haben Wissenschaftler eine Alternative vorgestellt. Die geladenen Teilchen könnten demnach auch hauptsächlich im Strahlungsgürtel selbst entstehen.

hda