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Der Plasmaschild

Abrupte Barriere hält ultraschnelle Elektronen zurück

Rund 11.000 Kilometer über der Erdoberfläche. Hier, knapp innerhalb des äußeren Van Allen Gürtels, befinden wir uns noch immer in einer ziemlich ungesunden Zone der Erdumgebung. Denn hier rasen energiereiche Elektronen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit um den Planeten und durchschlagen alles, was in ihrem Weg liegt.

Wie eine Mauer hält der Plasmaschild die ultraschnellen Elektronen zurück. © Yuri Shprits, Adam Kellerman, Dmitri Subbotin/ UCLA

Schutzschild nach Star Trek-Manier

Doch wenn wir nur ein wenig tiefer sinken, bricht die Zone der ultraschnellen Elektronen plötzlich wie abgeschnitten ab. „Es ist, als wenn diese Elektronen gegen eine Glaswand prallen – mitten im Weltraum“, erklärt Daniel Baker von der University of Colorado in Boulder. Er und seine Kollegen haben im Jahr 2014 dieses seltsame Phänomen entdeckt.

Offenbar ist die Erde in dieser Höhe von einem zuvor unbekannten weiteren Schutzschild umgeben. „Das erinnert an die Schutzschilde, die in der Serie Star Trek die feindlichen Waffen abprallen lassen – es scheint dort oben ein Schutzschild gen diese Elektronen zu geben“, sagt Baker. Selbst bei einem starken Sonnensturm im Oktober 2013 gab diese Barriere um die Erde nicht nach und hielt die Elektronen davon ab, weiter nach innen einzudringen.

Diese Grafik verdeutlicht die Lage dss Plasmaschilds zwischen beiden Van-Allen-Gürteln. © NASA/ Scientific Visualization Studio

Weißes Rauschen im Plasma

Das Ungewöhnliche an diesem Schutzschild ist die Abruptheit, mit der sämtliche Elektronen blockiert werden: „Normalerweise hasst die Natur steile Gradienten und findet eigentlich immer einen Weg, sie auszugleichen“, erklärt Baker. Doch diese Barriere wirkt nahezu instantan und obendrein überall gleich gut und in gleicher Höhe – was gegen einen Effekt des Magnetfelds spricht, das an den Polen für geladene Teilchen durchlässiger ist.

Woraus aber besteht dieser Schutzschild dann? Wie die Forscher herausfanden, ist die Plasmasphäre der Erde der Urheber. Diese Hülle aus kaltem, geladenem Gas beginnt in 900 Kilometern Höhe und reicht bis gut 10.000 Kilometer weit ins All hinaus. An ihrem Rand erzeugt das Plasma niederfrequente elektromagnetische Wellen, das Plasmasphären-Rauschen. „Dieses Rauschen klingt wie weißes Rauschen, wenn es über einen Laufsprecher wiedergegeben wird“, erklärt Baker.

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Für die ultraschnellen Elektronen aus dem Van-Allen-Gürtel bildet diese Rauschzone offenbar eine unpassierbare Barriere. Sie werden so abgelenkt, dass sie mit Gasteilchen kollidieren und absorbiert werden. Wer sich knapp innerhalb dieser Zone aufhält, hat daher von den ultraschnellen Elektronen nichts zu befürchten.

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Nadja Podbregar
Stand: 15.07.2016

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Planetarer Schutzschild
Wie die Erde ihre Bewohner schützt

Unsichtbarer Schutz
Der Großteil muss draußen bleiben

Gitternetz mit Plasmaschleudern
Der magnetische Schutzkäfig der Erde

Ring aus rasenden Teilchen
Der äußere Van-Allen-Gürtel

Tödlicher Schutz?
Wie gefährlich ist der Van-Allen-Gürtel wirklich?

Der Plasmaschild
Abrupte Barriere hält ultraschnelle Elektronen zurück

Geigerzähler und Zebrastreifen
Besuch im inneren Van-Allen-Gürtel

Kein Durchlass für harte Strahlung
Strahlenschutz in der Ionosphäre

Der UV-Schutzmantel
Wie die Ozonschicht das Leben schützt

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Plasmaschild um die Erde entdeckt
Unsichtbare Barriere lässt energiereiche Elektronen wie an einer Glaswand abprallen

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