"Schilde anheben!" Dies mag ein Schlachtruf im Star Trek-Blockbuster sein, aber laut Weltraumwissenschaftlern hat der Planet Erde einen eigenen unsichtbaren Schutzschild für tödliche Elektronen, der in Umlaufbahnhöhen eine Schutzzone schafft.
Es ist bekannt, dass sich Teilchen mit hoher Energie, einschließlich Elektronen und Protonen, mit relativistischen Geschwindigkeiten um unseren Planeten drehen. Beispielsweise bewegen sich energiereiche Elektronen mit einer Geschwindigkeit von etwa 100.000 Kilometern pro Sekunde. Diese Partikel, die sich in zwei Zonen über der Erdatmosphäre befinden, verursachen Satellitenschäden und stellen auch eine Gefahr für Astronauten dar, die im Begriff sind, die Erdumlaufbahn zu verlassen.
Van Allen - der Mann, der die berühmten Van Allen Belts enthüllte
Diese berühmten Van-Allen-Gürtel, die 1958 von James Van Allen und seinem Team von der University of Iowa entdeckt wurden und aus einem Innengürtel und einem Außengürtel bestehen, ragen 25.000 km über die Erdatmosphäre hinaus. Im Jahr 2013 verwendete Daniel Baker von der Universität von Colorado, Boulder, Daten, die von den Van-Alenna-Sonden der NASA erhalten wurden, um den dritten Riemen zwischen dem klassischen inneren und äußeren Riemen zu ermitteln. Die Satelliten von Van Allen drehen sich weiterhin um die Erde und geben uns einen beispiellosen Blick auf dieses dynamische und faszinierende Gebiet. Laut einer neuen Studie, die am 27. November in Nature veröffentlicht wurde, haben Baker und seine Kollegen Anomalien am inneren Rand dieser Gürtel entdeckt. Sie bemerkten eine unsichtbare Barriere, die hochenergetische Elektronen vom Kontakt mit unserer Atmosphäre abhält.
"Es ist, als würde man diese Elektronen im All in ein Glas geben", sagte Baker in einer Pressemitteilung. "So etwas wie ein Schild, der von den Kraftfeldern im Star Trek-Film erstellt wurde, um außerirdische Waffen abzuwehren, sehen wir hoch über der Erdatmosphäre, die diese Elektronen blockiert. Dies ist ein sehr mysteriöses Phänomen."
Plasmasphäre der Erde
Genau wie Van Allen Belts zwischen den magnetischen Schichten der Erdmagnetosphäre liegen, schlägt das Baker-Team vor, dass es eine magnetische Barriere geben muss, die als Abschirmung fungiert. Aber seltsamerweise scheint es nicht so zu sein. Vielleicht gibt es eine Streuschicht von Elektronen, die die Grenzen bildet? Diese Hypothese stimmt jedoch nicht mit den Beobachtungen überein.
"Die Natur toleriert keine starken Gradienten und findet im Allgemeinen Wege, diese zu glätten. Wir erwarten daher, dass sich einige der relativistischen Elektronen nach innen und einige nach außen bewegen", sagte Baker. "Dies ist nicht offensichtlich, da die langsamen, allmählichen Prozesse, die an den Bewegungen dieser Partikel beteiligt sein müssen, keine so klare Grenze im Raum schaffen können." Jetzt konzentrieren sich die Forscher auf eine kalte Wolke aus elektrisch geladenem Gas, die, wie Sie wissen, die Erde aus einer Höhe von 1000 Kilometern umgibt. Diese Wolke, bekannt als die Plasmasphäre, breitet sich Tausende von Kilometern in den Van Allen Belt aus und kann katastrophale Wechselwirkungen mit energiereichen Partikeln verursachen und sie so daran hindern, in unsere Atmosphäre zu gelangen. Hochenergetische Elektronen werden auf ihrer Reise an einer klaren 7.200-Meilen-Grenze gestoppt. Kurz gesagt, diese Plasmasphäre ist ein Star Trek-Schild für unseren Planeten.
