Jupitermond Ganymed verstärkt elektromagnetische Wellen millionenfach

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Ansicht des größten Jupitermondes Ganymed – zugleich auch der größte Mond im Sonnensystem.

Copyright: NASA

Potsdam (Deutschland) – Alle Planeten – auch unsere Erde – sind von elektromagnetischen Wellen umgeben, die sogar akustisch hörbar gemacht werden können und dann an ein knisterndes Lagerfeuer, morgendliches Vogelgezwitscher oder zirpende Insekten erinnern können. Sie erzeugen nicht nur Polarlichter, sondern können so schnell beschleunigen, dass sie sogar Satelliten schädigen können. Anhand alter Daten der NASA-Sonde „Galileo“ haben Wissenschaftler nun festgestellt, dass sich Chorwellen in der Nähe einiger Jupitermonde enorm verstärken – bei Ganymed sogar im das Millionenfache. Warum das so ist, lässt die Forscher indes noch rätseln.

Wie das Team unter der Leitung von Yuri Shprits vom GFZ Helmholz-Zentrum Potsdam und der Universität Potsdam aktuell im Fachjournal „Nature Communications“ (DOI: 10.1038/s41467-018-05431-x) berichtet, nimmt die Intensität der Chorwellen um Jupiter in der Nähe des Mondes Ganymed um den Faktor eine Million im Vergleich zum dortigen Durchschnitt zu. Rund um den Mond Europa sind die elektromagnetischen Wellen immerhin noch hundertmal intensiver.

„Die Beobachtungen haben uns überrascht und stellen uns auch vor ein Rätsel, wie ein Mond mit einem eigenen Magnetfeld elektromagnetische Wellen dermaßen verstärken kann“, sagt Shprits.

Bei den Chorwellen handelt es sich um Radiowellen in sehr tiefen Frequenzbereichen. Anders als die Erde mit ihrem eigenen Magnetfeld bewegen sich Ganymed und Europa (auch) innerhalb des gigantischen Magnetfeldes von Jupiter. Dieser Umstand spielt, so vermuten die Wissenschaftler, eine Schlüsselrolle bei der Wellenverstärkung.


Anhand der Galileo-Daten ermittelten die Wissenschaftler um Yuri Shprits die Stärke des Magnetfeldes um den Gasplaneten in der Nähe seiner Monde Ganymed und Eruopa (Grafik).

Copyright: Y.Y. Shprits et al., GFZ

Das das Jupiter-Magnetfeld das stärkste in unserem Sonnensystem darstellt und das der Erde um den Faktor 20.000 übertrifft, sind die irdischen Chorwellen nicht annähernd so stark wie die um den Jupiter. Selbst wenn nur ein Bruchteil dieser Wellen es schafft, die nähere Umgebung von Ganymed zu verlassen, können sie Elektronen extrem beschleunigen und damit auch für hochenergetische „Killer-Elektronen“ innerhalb des Jupiter-Magnetfeldes sorgen.

Während schon zuvor bekannt war, dass der Jupitermond Ganymed ein eigenes Magnetfeld und Plasmawellen in seiner Umgebung besitzt, war bis jetzt war noch unklar, ob es sich bei den Wellen um Zufallsereignisse handelte oder ob so eine Verstärkung die Regel ist. Die Auswertung der Daten der Galileo-Vorbeiflüge 1996 und 2000 zeigt nun, dass es sich offenbar um ein fortwährendes Phänomen handelt.

„Zumindest auf der Erde spielen die Chorwellen eine wichtige Rolle bei der Entstehung von ‚Killer-Elektronen‘, erläutert die GFZ-Pressemitteilung und führt dazu weiter aus: „Diese können Satelliten und deren Übertragungstechnik empfindlich stören können.“

Die aktuelle Studie wirft die Frage auf, ob das auch im Jupiter-Orbit so sein könnte. Mehr noch: Die Beobachtungen des Gasplaneten erhellen grundlegende Prozesse der Plasmaphysik, die auch für die künftige Energieversorgung wichtig sein könnten. Außerdem erlauben sie Einblicke in die Beschleunigung und den Verlust von Elektronen bei anderen Planeten und darüber hinaus sogar in entfernten Winkeln des Universums.

„So kann die Studie uns vielleicht helfen herauszufinden, ob Planeten außerhalb unseres Sonnensystems – die Exoplaneten – eigene Magnetfelder haben“, so Yuri Shprits und fügt abschließend hinzu: „Unsere Ergebnisse liefern auch wertvolle Beobachtungsdaten, die als Vergleich und Randbedingung für Modellrechnungen zu Magnetfeldverstärkungen herangezogen werden können.“

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