Ringplanet mit Plasma-Pfannkuchen
Redaktion
astronews.com
1. März 2005
In der Magnetosphäre des Saturn geht es turbulent zu. Elektronen und Ionen
schießen darin hin und her, ein mit Plasma und energiereichen Teilchen gefüllter
"Pfannkuchen" umgibt den Planeten, und innerhalb des innersten Ringsystems
existiert ein bisher unbekannter Strahlungsgürtel. Das sind einige der jetzt in
der Fachzeitschrift Science veröffentlichten Ergebnisse, die das
Instrument MIMI an Bord der amerikanischen Raumsonde Cassini geliefert
hat.
Ringplanet Saturn: Raumsonde Cassini entdeckt Plasma-Pfannkuchen. Foto:
NASA / JPL |
Seit Juli 2004 umkreist Cassini den Saturn. Während des Einschwenkens in
die Umlaufbahn wurden erste Messungen innerhalb der Magnetosphäre des Planeten
vorgenommen. An Bord der Sonde befindet sich unter anderem das "Magnetospheric
Imaging Instrument" (MIMI), an dem das Max-Planck-Institut für
Sonnensystemforschung in Katlenburg-Lindau beteiligt ist.
MIMI spürt
energiereiche geladene und neutrale Teilchen in der Saturnmagnetosphäre auf - in
jenem Bereich um den Planeten, der durch dessen Magnetfeld bestimmt wird. Erste
Ergebnisse weisen auf eine Vielzahl dynamischer, plasmaphysikalischer Prozesse
in der zweitgrößten Magnetosphäre unseres Sonnensystems hin.
MIMI hat verschiedene Regionen innerhalb des Saturnsystems identifiziert. So
besitzt der Ringplanet am Äquator eine Plasmaschicht, die mit dem Planeten
rotiert und die Form eines "Pfannkuchens" besitzt; dieser ist gefüllt mit Plasma
- einem elektrisch leitenden Gemisch aus negativ und positiv geladenen Partikeln
- sowie energiereichen Teilchen.
Diese Schicht variiert sehr stark in ihrer
Dicke und Lage. Außerhalb der Plasmaschicht sind die Zählraten der gemessenen
Teilchen sehr viel geringer. Im inneren Bereich der Magnetosphäre befinden sich
die Strahlungsgürtel - Erscheinungen, wie wir sie auch von der Erdmagnetosphäre
kennen. In dieser Zone hat MIMI die höchsten Intensitäten energiereicher Ionen
und Elektronen gemessen.
Außerdem hat das Cassini-Teilchenspektrometer erstmals verschiedene
Ladungszustände von Ionen in der Saturnmagnetosphäre messen können. Es zeigen
sich neben einfach geladenen Wasserstoffionen H+ vor allem
Wasserionen H2O+, OH+ -Ionen, einfach geladene
Sauerstoffionen O+ und Sauerstoffmoleküle O2+.
Diese stammen vermutlich aus Prozessen, bei denen sie aus den Eis- und
Gesteinbrocken der Ringe herausgeschlagen werden und auf diese Weise in die
Magnetosphäre gelangen.
Zu den Überraschungen gehört die Entdeckung eines neuen Strahlungsgürtels, der
sich innerhalb des innersten Saturnringsystems (D-Ring) erstreckt. Dabei hat
MIMI energiereiche Neutralteilchen (ENAs genannt) aufgespürt, die durch
Ladungsaustausch in dieser Region entstehen und sich mittels eines neuartigen
Detektors nachweisen ließen.
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