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CLUSTER
Die Geräusche der Erde
von Stefan Deiters
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3. Juli 2008

Das erste was Außerirdische vermutlich von der Erde hören würden, ist ein eigentümliches Zischen und Gepiepse, das ein wenig an die Geräusche des kleinen Roboters R2-D2 aus der Science Fiction-Saga Star Wars erinnert. Es entsteht zusammen mit Polarlichtern. Dank der ESA-Mission Cluster liegen nun ganz neue Erkenntnisse über diese Signale vor, die vielleicht einen neuen Weg zur Erforschung auch fremder Planeten und Sonnen eröffnen könnten.

Cluster

Die Cluster-Mission besteht aus vier Sonden in 19.000 bis 119.000 Kilometern Höhe über der Erde. Bild: ESA

Wissenschaftlicher nennen diese Signale der Erde Auroral Kilometric Radiation, kurz AKR. Sie entsteht hoch über der Erde durch die selben Teilchen von der Sonne, die auch für die eindrucksvollen Polarlichter verantwortlich sind. Die AKR ist schon seit Jahrzehnten bekannt und genauso lange hatten die Wissenschaftler angenommen, dass sich diese Signale in einem immer breiter werdenden Kegel im All ausbreiten. Doch neue Daten der Cluster-Satelliten zeigen nun, dass dem nicht so ist.

Mit Hilfe der vier Cluster-Satelliten haben die Wissenschaftler rund 12.000 einzelne Ausbrüche dieser Strahlung analysiert und dabei festgestellt, dass sie sich nur in einer sehr eng begrenzten Ebene ins All ausbreitet. Während man zuvor von einer Ausbreitung ähnlich des Lichts einer Taschenlampe ausgegangen war, scheint jetzt alles darauf hinzudeuten, dass die Ausbreitung eher vergleichbar ist mit einer Lampe, durch die das Licht nur durch einen engen Schlitz entkommen kann.

"Wir können nun exakt feststellen, woher die Emissionen kommen", erläutert Robert Mutel von der University of Iowa, der zusammen mit Kollegen während der letzten drei Jahre die AKR untersuchte. Für jeden AKR-Ausbruch ermittelten die Forscher auf wenige zehn Kilometer genau den Punkt des Erdmagnetfelds, von dem er ausging. Diese Regionen liegen einige Tausend Kilometer über dem Gebiet, in dem die Polarlichter entstehen.

"Zu diesem Ergebnis konnten wir nur gelangen, weil die Cluster-Mission aus vier Sonden besteht", so Mutel. Für jede der in Formation fliegenden Sonden bestimmten die Forscher exakt den Zeitpunkt, zu dem der AKR-Ausbruch die Sonde erreicht hatte und konnten so den Ursprung des Ausbruchs ermitteln.

AKR wurden erstmals von Satelliten in den frühen 1970er Jahren registriert. Auf die Erde gelangt diese Strahlung nicht, weil die Ionosphäre ein Durchkommen verhindert. Zum Glück: Denn die AKR ist etwa 10.000 Mal stärker als das leistungsstärkste militärische Radar und würde sämtliche Radiosignale auf der Erde stören. "Immer wenn es Polarlichter gibt, entsteht auch AKR", so Mutel. Und das gilt auch für andere Planeten: So haben Sonden auf Jupiter und Saturn sowohl Polarlichter als auch AKR registriert.

Das bessere Verständnis der irdischen AKR hilft den Wissenschaftlern somit auch, mehr über die Magnetosphäre von Jupiter und Saturn zu erfahren. Und vielleicht hilft die AKR auch bei der Suche nach ähnlichen Planeten um andere Sonnen. Mit den heutigen Radioteleskopen ist AKR von Exoplaneten zwar noch nicht zu hören, doch Teleskope, die sich bereits in der Planungsphase befinden, sollten dies ermöglichen. Die Analyse der AKR eines Exoplaneten würde einem beispielsweise etwas über die Rotationsperiode eines Planeten verraten.

Darüber hinaus produzieren auch Sterne, deren Magnetfeld deutlich stärker ist als etwas das der Erde, eine Strahlung, die der AKR sehr ähnlich ist. So eröffnen die jetzt vorgestellte Ergebnisse auch eine neue Möglichkeit, um mehr über das Magnetfeld von Sternen zu erfahren.

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Links im WWW
CLUSTER, Missionsseite der ESA
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