Im Mai 2024 wurde unser Planet vom größten Sonnensturm seit 20 Jahren getroffen. GPS-Signale wurden gestört, wunderschöne Auroras leuchteten am Himmel – und zwei neue Gürtel aus Energie erschienen um die Erde, wie neue Forschungen zeigen.
Wissenschaftler in den USA haben die Entdeckung von zwei neuen temporären Gürteln energetischer Partikel bekannt gegeben, die durch den riesigen Sonnensturm des letzten Jahres entstanden sind. Sie identifizierten die beiden Gürtel mit Hilfe des kürzlich wieder aktivierten Colorado Inner Radiation Belt Experiment (CIRBE) Satelliten von NASA. Wie in einer am 6. Februar veröffentlichten Studie im Journal of Geophysical Research: Space Physics detailliert beschrieben wird, hat das Studium dieser Gürtel, die für Astronauten und Raumfahrzeuge gefährlich sein können, wichtige Auswirkungen auf die Sicherheit von Menschen und Technologien im Weltraum.
„Als wir die Daten vor und nach dem Sturm verglichen, sagte ich: ‚Wow, das ist wirklich etwas Neues‘“, erklärte Xinlin Li, ein Luft- und Raumfahrttechniker an der University of Colorado Boulder, der die Studie leitete, in einer Erklärung von NASA. „Das ist wirklich erstaunlich.“
Die Bildung temporärer Strahlungsgürtel
Sonnenstürme treten auf, wenn die Sonne Material – einschließlich Partikel, Energie und Magnetfelder – in das Sonnensystem schleudert. Während das Magnetfeld unseres Planeten Menschen auf der Erdoberfläche vor Sonnenstürmen schützt, können diese Stürme dennoch zu Funkausfällen und Stromausfällen führen. Sie können auch temporäre Gürtel energetischer Partikel erzeugen, die Raumfahrzeuge schädigen könnten, die versuchen, sie zu durchqueren.
Die beiden neuen Gürtel bildeten sich zwischen den permanenten Van-Allen-Gürteln, die aus hochenergetischen Elektronen und Protonen bestehen und durch das Magnetfeld der Erde gehalten werden. Während temporäre Gürtel nach großen Sonnenstürmen bereits dokumentiert wurden, haben diese neuesten überraschende Merkmale.
Frühere temporäre Gürtel bestanden hauptsächlich aus Elektronen, während der jüngste innerste Gürtel auch energetische Protonen beinhaltete, wahrscheinlich als Ergebnis der Stärke und Zusammensetzung des Sonnensturms, so die Forscher. Nachfolgenden großen Sonnenstürme können manchmal die Partikel in diesen temporären Gürteln zerstreuen, doch die neuen Gürtel waren auch länger haltbar als frühere Beispiele.
Der Gürtel, der hauptsächlich aus Elektronen besteht, hielt über drei Monate, und der innerste könnte möglicherweise sogar noch heute vorhanden sein – eine Beständigkeit, die durch seine Lage in einer geschützteren und stabileren Region gestärkt wird. Im Vergleich dazu hielten andere temporäre Gürtel nur etwa vier Wochen.
„Das sind wirklich hochenergetische Elektronen und Protonen, die ihren Weg in die innere magnetische Umgebung der Erde gefunden haben“, sagte David Sibeck, ein Atmosphärenwissenschaftler am Goddard Space Flight Center von NASA, der nicht an der neuen Studie beteiligt war. „Einige könnten sich sehr lange an diesem Ort aufhalten.“
Ein Instrument im NASA-CIRBE-Satelliten, der die Form eines Schuhkartons hat, war entscheidend für die Entdeckung der Gürtel – nachdem das Raumfahrzeug wieder online ging. CIRBE wurde im April 2023 in eine niedrige Erdumlaufbahn über den magnetischen Polen des Planeten gestartet, verschwand jedoch etwa ein Jahr später, gerade rechtzeitig, um den riesigen Sonnensturm im Mai zu verpassen. Enttäuschte Wissenschaftler mussten sich auf weniger genaue Messungen von anderen Raumfahrzeugen verlassen, weshalb sie begeistert waren, als der Satellit im Juni unerwartet wieder online ging. Endlich, CIRBE.
„Sobald wir mit den Messungen fortfuhren, konnten wir den neuen Elektronengürtel sehen, der in den Daten anderer Raumfahrzeuge nicht sichtbar war“, erklärte Li. „Wir sind sehr stolz darauf, dass unser sehr kleiner [Satellit] eine solch bemerkenswerte Entdeckung gemacht hat“, fügte er hinzu.
Das Verständnis dieser temporären Gürtel energetischer Partikel ist entscheidend für die Sicherheit von Weltraummissionen, aber dieses Mal hatte es seinen Preis. Der Sonnensturm störte die Umlaufbahn von CIRBE, und die Wissenschaftler haben ihn consequently im Oktober des letzten Jahres deorbitiert. Ruhe in Frieden, CIRBE, und vielen Dank für dein Opfer.
