Uranus: Forscher entwickeln Theorie für schwachen Strahlungsgürtel
Uranus ist in vielerlei Hinsicht anders als die übrigen Planeten des Sonnensystems. Bislang wurde er nur einmal von einer Sonde besucht.
Das ungewöhnliche Magnetfeld des Uranus hat laut neuen Erkenntnissen möglicherweise Auswirkungen auf den Strahlungsring des Planeten.
(Bild: NASA)
Der im Vergleich zu anderen Planeten des Sonnensystems noch wenig erforschte Uranus gibt Forschern viele Rätsel auf. Eines könnten sie jetzt gelöst haben: Ein internationales Team hat möglicherweise eine Erklärung dafür gefunden, warum der Eisriese einen überraschend schwachen Strahlungsgürtel aufweist. Wie die Wissenschaftler im Fachjournal "Geophysical Research Letters" berichten, könnte das ungewöhnlich gekippte und asymmetrische Magnetfeld des Planeten für dieses Phänomen verantwortlich sein.
Die Entdeckung geht auf Daten der Raumsonde Voyager 2 zurück, die im Jahr 1986 als bisher einziges Raumfahrzeug den Uranus besuchte. Damals stellten die Forscher fest, dass die Strahlungsgürtel des Planeten etwa 100-mal schwächer waren als erwartet. Gleichzeitig zeigte sich, dass das Magnetfeld des Uranus um etwa 60 Grad zur Rotationsachse geneigt und stark asymmetrisch ist. Dies sei im Sonnensystem einzigartig.
Voyager 2 lieferte die nötigen Daten
Neue Simulationen auf Basis der Voyager-2-Daten deuten nun darauf hin, dass diese beiden Besonderheiten zusammenhängen könnten. "Unsere Hypothese war, dass die magnetische Asymmetrie die Protonenstrahlungsgürtel verformt und Regionen um den Planeten bildet, in denen die Strahlungsgürtel stärker komprimiert sind, und andere, in denen sie weiter verteilt sind", erklärt Studienleiter Matthew Acevski.
Die Berechnungen zeigen, dass geladene Teilchen in den Strahlungsgürteln durch die ungleichmäßige Magnetfeldstärke beschleunigt und abgebremst werden. Dies führt zu "Staus" in einigen Bereichen und einer Ausbreitung in anderen – ähnlich wie bei Verkehrsstaus auf einer Ringstraße. Die Forscher vermuten, dass Voyager 2 zufällig durch eine Region mit geringerer Teilchendichte flog, was die unerwartet niedrigen Messwerte erklären könnte.
Neue Uranus-Mission geplant
Obwohl das Modell die beobachtete 100-fach geringere Intensität nicht vollständig erklärt, könnte es einen wichtigen Beitrag zum Verständnis der Uranus-Magnetosphäre liefern. Die Ergebnisse dürften auch für die geplante NASA-Mission zum Uranus relevant sein, die nach aktueller Planung im Jahr 2030 starten könnte. "Eine neue Mission könnte uns erlauben, völlig neue physikalische Phänomene zu entdecken, die wir mit Simulationen nicht einmal vorhersagen können", so Acevski.
Die Mission "Uranus Orbiter and Probe (UOP)" wäre rund 13 Jahre bis zum Ziel unterwegs. Vor Ort ist eine viereinhalbjährige Mission geplant, in der neben Uranus und dessen Ringen auch mehrere Monde des Planeten untersucht werden sollen.
(mki)
