Um zur richtigen Zeit am richtigen Ort zu sein, konnte das MESSENGER-Raumschiff eine durchschnittlich große Sonneneruption erfassen, sodass Astronomen hochenergetische Sonnenneutronen mit weniger als 1 astronomischen Einheit (AU) von der Sonne aus untersuchen konnten das erste Mal. 31, 2007, flog MESSENGER - auf dem Weg in die Umlaufbahn um Merkur - mit etwa einer halben AU, sagte William C. Feldman, Wissenschaftler am Planetary Science Institute. Bisher wurden nur die Neutronenausbrüche der stärksten Sonneneruptionen auf Neutronenspektrometern auf der Erde oder in der erdnahen Umlaufbahn aufgezeichnet. Die MESSENGER-Ergebnisse helfen dabei, ein Rätsel zu lösen, warum einige koronale Massenauswürfe fast keine energetischen Protonen produzieren, die die Erde erreichen, während andere große Mengen produzieren.
Sonneneruptionen speien hochenergetische Neutronen in den interplanetaren Raum. Typischerweise dauern diese Ausbrüche bei der Sonne etwa 50 bis 60 Sekunden. Das Neutronenspektrometer von MESSENGER konnte jedoch Neutronen aus dieser Fackel über einen Zeitraum von sechs bis zehn Stunden aufzeichnen. "Das sagt uns, dass zumindest einige mittelgroße Fackeln kontinuierlich energiereiche Neutronen in der Sonnenkorona produzieren." Sagte Feldman. "Aus dieser Tatsache haben wir die kontinuierliche Produktion von Protonen im Bereich von 30 bis 100 MeV (Millionen Elektronenvolt) aufgrund der Fackel abgeleitet."
Ungefähr 90 Prozent aller durch eine Sonneneruption erzeugten Ionen bleiben auf geschlossenen magnetischen Linien an die Sonne gebunden, aber eine andere Population resultiert aus dem Zerfall der Neutronen in der Nähe der Sonne. Diese zweite Population zerfallener Neutronen bildet eine erweiterte Samenpopulation im interplanetaren Raum, die durch die massiven Stoßwellen, die durch die Fackeln erzeugt werden, weiter beschleunigt werden kann, sagte Feldman.
"Die wichtigen Ergebnisse sind also, dass möglicherweise nach vielen Fackelereignissen zwei Dinge auftreten können: die kontinuierliche Produktion von Neutronen über einen längeren Zeitraum und die Bildung von Keimpopulationen von Neutronen in der Nähe der Sonne, die in Protonen zerfallen sind", sagte Feldman. "Wenn koronale Massenauswürfe (nukleare Explosionen in der Korona) Stoßwellen in den Weltraum senden, werden diese Rohstoffprotonen in den interplanetaren Raum beschleunigt."
"Es war schon immer die Frage, warum einige koronale Massenauswürfe fast keine energetischen Protonen produzieren, die die Erde erreichen, während andere riesige Mengen produzieren", fügte er hinzu. "Es scheint, dass diese Samenpopulationen von energetischen Protonen in der Nähe der Sonne die Antwort liefern könnten, da es einfacher ist, ein Proton zu beschleunigen, das bereits eine Energie von 1 MeV hat, als ein Proton mit 1 keV (dem Sonnenwind)."
Die Samenpopulationen sind nicht gleichmäßig verteilt, sagte Feldman. Manchmal sind sie am richtigen Ort, damit die Stoßwellen sie zur Erde senden können, während sie sich manchmal an Orten befinden, an denen die Protonen in Richtungen beschleunigt werden, die sie nicht in die Nähe der Erde bringen.
Die von Sonneneruptionen erzeugte Strahlung sei für die NASA von mehr als akademischem Interesse, fügte Feldman hinzu. Energetische Protonen aus Sonneneruptionen können erdumlaufende Satelliten beschädigen und Astronauten auf der Internationalen Raumstation oder bei Missionen zum Mond und Mars gefährden.
"Die Teilnehmer des bemannten Raumfahrtprogramms sind sehr daran interessiert, vorhersagen zu können, wann ein koronaler Massenauswurf gefährliche Mengen energiereicher Protonen erzeugen wird, die für Astronauten eine Strahlengefahr darstellen", sagte er.
Dazu müssen Wissenschaftler viel mehr über die Mechanismen wissen, die Fackeln erzeugen und welche Fackelereignisse wahrscheinlich gefährlich sind. Irgendwann hoffen sie, das Weltraumwetter - bei dem Niederschlag in Form von Strahlung auftritt - mit der gleichen Genauigkeit vorhersagen zu können, mit der Prognostiker Regen oder Schnee auf der Erde vorhersagen.
MESSENGER könnte signifikante Daten für dieses Ziel liefern, stellte Feldman fest. "Was wir gesehen und veröffentlicht haben, hoffen wir, dass es das erste von vielen Fackeln sein wird, denen wir bis 2012 folgen können", sagte er. "Das Schöne an MESSENGER ist, dass es während des Sonnenzyklus 24 von der minimalen bis zur maximalen Sonnenaktivität aktiv sein wird, sodass wir den Aufstieg eines Sonnenzyklus viel näher an der Sonne als je zuvor beobachten können."
MESSENGER umkreist derzeit die Sonne zwischen 0,3 und 0,6 AU - (eine AU ist die durchschnittliche Entfernung zwischen Erde und Sonne oder etwa 150.000 km) - auf dem Weg zur Umlaufbahn um Merkur im März 2011. Bei Merkur wird dies der Fall sein innerhalb von 0,45 AE der Sonne für ein Erdjahr.
Lesen Sie das Papier des Teams: Hinweise auf eine erweiterte Beschleunigung von Sonneneruptionsionen von 1-8-MeV-Sonnenneutronen, die mit dem MESSENGER-Neutronenspektrometer nachgewiesen wurden.
Quelle: PSI
