Elektronenteilchen fliegen von der Polarregion des Saturn weg. klicken um zu vergrößern
Auroren auf der Erde entstehen, wenn der Sonnenwind mit dem Magnetfeld unseres Planeten interagiert. Elektronen werden nach unten in die Atmosphäre beschleunigt, und wir sehen die hübschen Lichter am Himmel. Auf dem Saturn; Dieser Vorgang verläuft jedoch auch umgekehrt. Die meisten Elektronen werden nach unten beschleunigt, andere gehen in die entgegengesetzte Richtung vom Planeten weg.
Polarlichter sind auf der Erde faszinierend anzusehen. Auf anderen Planeten können sie auch spektakulär sein. Wissenschaftler des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung in Katlenberg, Lindau, haben nun die Polarregion des Saturn mit dem Teilchenspektrometer MIMI an der Cassini-Raumsonde beobachtet. Sie entdeckten, dass Elektronen nicht nur auf den Planeten zu, sondern auch von diesem weg beschleunigt werden (Nature, 9. Februar 2006).
Wir können Polarlichter auf der Erde sehen, wenn Elektronen über der Atmosphäre nach unten beschleunigt werden. Sie leuchten auf, wenn sie die obere Atmosphäre erreichen. Vor einigen Jahren entdeckten Forscher, dass Elektronen innerhalb der Polarregion auch von der Erde weg beschleunigt werden können - also „rückwärts“. Diese antiplanetaren Elektronen lassen den Himmel nicht aufleuchten, und Wissenschaftler sind verwirrt darüber, wie sie entstehen.
Bisher war auch unklar, ob antiplanetare Elektronen nur auf der Erde vorkommen. Ein internationales Team unter der Leitung von Joachim Saur an der Universität zu Köln hat nun Elektronen auf dem Saturn gefunden, die „rückwärts“ beschleunigt werden - also in eine antiplanetare Richtung. Diese Partikel wurden mit "Magnetospheric Imaging Instruments" (MIMI) auf der Cassini Space Probe der NASA gemessen. Einer der Sensoren dieser Instrumente, das „Low Energy Magnetospheric Measurement System“ (LEMMS), wurde von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Sonnensystemforschung entwickelt und gebaut.
Die Drehung der Raumsonde half den Forschern, die Richtung, Anzahl und Stärke der Elektronenstrahlen zu bestimmen. Sie verglichen diese Ergebnisse mit Aufzeichnungen der Polarregion und einem globalen Modell des Saturn-Magnetfelds. Es stellte sich heraus, dass der Bereich des polaren Lichts sehr gut mit dem tiefsten Punkt der Magnetfeldlinien übereinstimmte, in denen Elektronenstrahlen gemessen wurden.
Da der Elektronenstrahl stark fokussiert ist (mit einem Strahlwinkel von weniger als 10 Grad), konnten die Wissenschaftler feststellen, wo seine Quelle liegt: irgendwo über der Polarregion, aber in einem Abstand von maximal fünf Saturnradien. Da die auf der Erde, dem Jupiter und dem Saturn gemessenen Elektronenstrahlen so ähnlich sind, scheint es einen grundlegenden Prozess zu geben, der der Erzeugung von Polarlicht zugrunde liegt.
Bei diesen Messungen arbeiteten Norbert Krupp und seine Kollegen Andreas Lagg und Elias Roussos vom Max-Planck-Institut für Sonnensystemforschung eng mit Wissenschaftlern des Instituts für Geophysik und Meteorologie der Universität zu Köln und des Labors für Angewandte Physik der Johns Hopkins University in Baltimore zusammen . US-Wissenschaftler unter der Leitung von Tom Krimigis sind für den Service und die Koordination des Instruments an der Cassini-Raumsonde verantwortlich.
Ursprüngliche Quelle: Max-Planck-Gesellschaft
