Die Mission Van Allen Probes der NASA hat einen bisher unbekannten dritten Strahlungsgürtel um die Erde entdeckt und dabei die Existenz unerwarteter Strukturen und Prozesse in diesen gefährlichen Regionen des Weltraums aufgedeckt.
Frühere Beobachtungen von Van-Allen-Gürteln auf der Erde haben lange Zeit zwei verschiedene Regionen von eingeschlossener Strahlung dokumentiert, die unseren Planeten umgeben. Die am 30. August gestarteten Instrumente zur Partikelerkennung an Bord der Van-Allen-Zwillingssonden zeigten den Wissenschaftlern schnell, dass es diesen neuen, vorübergehenden dritten Strahlungsgürtel gibt.
Hier ist ein kurzes Video dazu: Neuer Ring in den Strahlungsgürteln der Erde entdeckt
Die Gürtel, benannt nach ihrem Entdecker James Van Allen, sind kritische Regionen für die moderne Gesellschaft, die von vielen weltraumgestützten Technologien abhängig ist. Die Van Allen-Gürtel sind von Sonnenstürmen und Weltraumwetter betroffen und können dramatisch anschwellen. In diesem Fall können sie Gefahren für Kommunikations- und GPS-Satelliten sowie für Menschen im Weltraum darstellen.
1958 wurden zwei riesige Strahlenschwaden, die sogenannten Van-Allen-Gürtel, entdeckt, die die Erde umgeben. 2012 zeigten Beobachtungen der Van-Allen-Sonden, dass manchmal ein dritter Gürtel auftreten kann. Die Strahlung wird hier in Gelb angezeigt, wobei Grün die Zwischenräume zwischen den Bändern darstellt. Bildnachweis: NASA / Van Allen Probes / Goddard Space Flight Center
„Die fantastischen neuen Fähigkeiten und technologischen Fortschritte der Van Allen-Sonden haben es Wissenschaftlern ermöglicht, in beispiellosen Details zu sehen, wie die Strahlungsgürtel mit geladenen Partikeln besetzt sind, und Aufschluss darüber zu geben, warum sie sich ändern und wie sich diese Prozesse auf den Oberlauf auswirken der Erdatmosphäre “, sagte John Grunsfeld, stellvertretender Administrator der NASA für Wissenschaft in Washington.
Diese Entdeckung zeigt die Dynamik und Variabilität der Strahlungsgürtel und verbessert unser Verständnis, wie sie auf Sonnenaktivität reagieren. Die Ergebnisse, die am Donnerstag in der Fachzeitschrift Science veröffentlicht wurden, sind das Ergebnis von Daten, die von der ersten Doppelraumschiff-Mission gesammelt wurden, die durch die Strahlungsgürtel unseres Planeten flog.
Die neuen hochauflösenden Beobachtungen mit dem REPT-Instrument (Relativistic Electron Proton Telescope), das Teil der Energetic Particle, Composition und Thermal Plasma Suite (ECT) an Bord der Van-Allen-Sonden ist, haben ergeben, dass es drei unterschiedliche, langlebige Gürtelstrukturen gibt mit der Entstehung eines zweiten leeren Schlitzbereichs oder Raums dazwischen.
Am 31. August 2012 brach ein riesiger Vorsprung auf der Sonne aus, der Partikel und eine Stoßwelle ausstieß, die sich in der Nähe der Erde ausbreitete. Dieses Ereignis könnte eine der Ursachen für einen dritten Strahlungsgürtel gewesen sein, der einige Tage später auf der Erde auftauchte. Dieses Phänomen wurde zum ersten Mal von den neu eingeführten Van-Allen-Sonden beobachtet. Dieses Bild der Bekanntheit vor ihrem Ausbruch wurde vom Solar Dynamics Observatory (SDO) der NASA aufgenommen. Bildnachweis: NASA / SDO / AIA / Goddard Space Flight Center
"Dies ist das erste Mal, dass wir mit derart hochauflösenden Instrumenten Zeit, Raum und Energie im Außengürtel zusammen betrachten", sagte Daniel Baker, Hauptautor der Studie und REPT-Instrumentenleiter am Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik ( LASP) an der Universität von Colorado in Boulder. „Vorherige Beobachtungen des äußeren Strahlungsgürtels lösten ihn nur als ein einziges verschwommenes Element auf. Als wir REPT nur zwei Tage nach dem Start einschalteten, war bereits ein leistungsstarkes Elektronenbeschleunigungsereignis im Gange, und wir sahen deutlich den neuen Riemen und den neuen Schlitz zwischen ihm und dem äußeren Riemen. “
Wissenschaftler beobachteten den dritten Gürtel vier Wochen lang, bevor eine starke interplanetare Schockwelle der Sonne ihn vernichtete. Beobachtungen wurden von Wissenschaftlern von Institutionen einschließlich LASP gemacht; Goddard Space Flight Center der NASA in Greenbelt, Md .; Los Alamos Nationales Labor in Los Alamos, N.M.; und das Institut für die Erforschung von Erde, Ozeanen und Weltraum an der Universität von New Hampshire in Durham.
Jede Van Allen-Sonde verfügt über einen identischen Satz von fünf Instrumentensuiten, mit denen Wissenschaftler Daten mit beispielloser Genauigkeit auf den Bändern erfassen können. Die Daten sind wichtig für die Untersuchung des Einflusses des Weltraumwetters auf die Erde sowie grundlegender physikalischer Prozesse, die an anderen Objekten wie Planeten in unserem Sonnensystem und entfernten Nebeln beobachtet werden.
"Auch 55 Jahre nach ihrer Entdeckung können uns die Strahlungsgürtel der Erde noch überraschen und es gibt immer noch Rätsel zu lösen und zu erklären", sagte Nicky Fox, stellvertretender Projektwissenschaftler von Van Allen Probes am Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University in Laurel, MD Wir dachten, wir kennen die Strahlungsgürtel, aber wir tun es nicht. Die Fortschritte der NASA in Bezug auf Technologie und Erkennung bei dieser Mission haben die Grundlagenforschung bereits beinahe unmittelbar beeinflusst. “
Die Van-Allen-Sonden sind die zweite Mission im Living With a Star-Programm der NASA zur Erforschung von Aspekten des verbundenen Systems Sonne-Erde, die sich direkt auf Leben und Gesellschaft auswirken. Goddard verwaltet das Programm. Das Labor für Angewandte Physik baute das Raumschiff und verwaltet die Mission für die NASA.
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