Nanostaubpartikel im interplanetaren Medium

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Weekly Science Update – Übersetzt von Harald Horneff

Künstlerische Darstellung der Raumsonde STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory), zusammen mit einem koronalen Masseauswurf. Astronomen haben entdeckt, daß die Auswürfe nanogroße Staubpartikel in das interplanetare Medium beschleunigen und dort anreichern, eine Folgerung, die sich aus den STEREO-Instrumenten ableitet, die einen Anstieg der Einschlagrate von nanogroßen Staubpartikeln in das Raumfahrzeug beobachteten. NASA

 

Staubpartikel kleiner als die Wellenlänge des Lichts sind in unserem Sonnensystem häufig und entstehen durch Zusammenstöße zwischen Asteroiden und durch Verdampfung von Kometen. Wenn sie Sonnenlicht streuen, rufen diese Partikel das Zodiakallicht hervor, ein Leuchten am Nachthimmel, das sich den Tierkreis entlang zieht. Das Zodiakallicht ist am besten nach Sonnen-untergang oder vor Sonnenaufgang zu sehen, da es so schwach ist, daß es sogar vom Mondlicht überstrahlt wird. Nanostaubpartikel sind ungefähr zehnmal kleiner als normale Staubteilchen – zu klein, um Sonnenlicht wirkungsvoll zu streuen. Allerdings können sie von Raumfahrzeugen aufgespürt werden, denn wenn sie auf das Raumfahrzeug treffen, erzeugen sie einen Nebel aus ionisiertem Gas und elektrische Impulse, die Instrumente messen können. Die Raumsonde Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) hat seit ihrem Start in 2007 elektrische Impulse durch Nanostaub gemessen und frühere Untersuchungen dieser Ereignisse haben das allgemeine Bild bestätigt, daß diese winzigen Teilchen ein wichtiger Bestandteil des Sonnensystems sind.

Die Sonnenkorona, der mehr als eine Million Kelvin heiße äußere Bereich ihrer Atmosphäre, ist von starken Magnetfeldern durchzogen. Die Felder bilden Schleifen und verdrillen sich durch die turbulenten Bewegungen des heißen Gases der darunter liegenden Atmosphäre. Wenn diese Schleifen reißen, stoßen sie energiereiche, geladene Teilchen bei sogenannten koronalen Masseauswürfen in den Sonnenwind aus. Nanostaubpartikel tragen eine kleine elektrische Ladung und deshalb sollte der Sonnenwind in der Lage sein, sie weiter zu verteilen, während er durch den interplanetaren Raum in Richtung Erde bläst. CfA-Astronom Gaetan Le Chat hat mit Kollegen die über sieben Jahre mit der Raumsonde STEREO erhaltenen Daten von Nanostaub untersucht und entdeckten, daß koronale Masseauswürfe durchaus Nanostaubpartikel beschleunigen und anreichern könnten; dies führt während Perioden solarer Aktivität zu erhöhten Einschlagraten an der Raumsonde. Die Forscher stellten auch längerfristige, regelmäßige Änderungen in der Rate der Nanostaubeinschläge fest und machen für dieses periodische Verhalten die gravitativen Einflüsse von Merkur und Venus verantwortlich – vielleicht durch Störeffekte auf die Schweife von Kometen, die das innere Sonnensystem durchfliegen, und dies zu einer höheren Produktion von Nanostaub führt.

Literatur:
„On the Effect of the Interplanetary Medium on Nanodust Observations by the Solar Terrestrial Relations Observatory“
G. Le Chat, K. Issautier, A. Zaslavsky, F. Pantellini, N. Meyer-Vernet, S. Belheouane, and M. Maksimovic
Solar Physics (2015) 290:933–942