Südatlantische Anomalie: Haben Astronomen endlich das Bermuda-Dreieck des Weltraums erklärt?

Ein Foto der Van-Allen-Sonden

Die Van-Allen-Sonden (VAP) wurden 2012 gestartet und sieben Jahre lang betrieben, um die Strahlungsgürtel der Erde besser zu verstehen. (Bildnachweis: NASA)



Es ist bekannt, dass Schiffe, Flugzeuge und Menschen ohne Erklärung in einem Gebiet des Nordatlantiks verschwinden, das als bekannt ist Bermuda Dreieck .



Könnte es sich um Außerirdische handeln, um Objekte, die mit Gewalt unter das Meer ziehen, oder um eine Verbindung zur sagenumwobenen verlorenen Stadt Atlantis? Oder kann es einfach nur schlechtes Wetter, menschliches Versagen oder starker Verkehr in der Region sein? Niemand weiß es genau, aber mehr als 50 Schiffe und 20 Flugzeuge sind seit Mitte des 19. Jahrhunderts verschwunden . Das ist eigentlich nicht mehr als in jedem anderen viel bereisten Gebiet des Ozeans, aber die Verschwörungstheorien halten sich trotzdem.

Wenn wir in den Himmel blicken, können wir ein ähnliches Phänomen erkunden, das als 'Bermudadreieck des Weltraums' bezeichnet wird. Diese riesige Region oben Erde Es ist bekannt, dass es bei Raumfahrzeugen, die zufällig in das Gebiet eindringen, verheerende Schäden anrichtet. Die Schiffe lösen sich nicht plötzlich in Luft auf, aber die verursachte Störung ist dennoch gravierend und stellt sowohl Ausrüstung als auch Astronauten vor Probleme.



Das Bermudadreieck des Weltraums liegt über dem Südatlantik, erstreckt sich von Chile bis Simbabwe und befindet sich an dem Punkt, an dem der innere Van-Allen-Strahlungsgürtel der Erdoberfläche am nächsten kommt. Die Erde hat zwei Van-Allen-Gürtel, zwei Donut-förmige Ringe geladener Teilchen, die unseren Planeten umgeben und durch das Erdmagnetfeld an Ort und Stelle gehalten werden. Der innere Teil besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen und der äußere Teil besteht hauptsächlich aus Elektronen. Denn die Bänder fangen die Partikel ein, die von der Oberfläche der Sonne , schließlich schützen sie die Oberfläche des Planeten vor schädlicher Strahlung.

An der Stelle des Bermuda-Dreiecks des Weltraums oder der Südatlantischen Anomalie (SAA), wie sie offiziell genannt wird, ist das Magnetfeld der Erde besonders schwach. Dies bedeutet, dass die Teilchen der solaren kosmischen Strahlung nicht im gleichen Maße zurückgehalten werden wie anderswo über dem Planeten. Infolgedessen kommen die Sonnenstrahlen der Erdoberfläche bis zu 200 Kilometer (124 Meilen) nahe. Die intensivere Sonneneinstrahlung führt zu einem erhöhten Fluss energiereicher Teilchen in diesem Bereich.

'Ich mag den Spitznamen nicht, aber in dieser Region führt die geringere geomagnetische Feldstärke schließlich zu einer größeren Anfälligkeit der Satelliten für energetische Teilchen, so dass es zu Schäden an Raumfahrzeugen kommen könnte, wenn sie das Gebiet durchqueren', sagte John Tarduno , Professor für Geophysik an der University of Rochester. 'Die geringere Magnetfeldstärke ermöglicht es dem Strahlungsgürtel der Erde – technisch gesehen der innere Gürtel – näher an die Erdoberfläche zu kommen', sagte Tarduno All About Space. „Daher werden Satelliten, die diese Region durchqueren, höhere Strahlungsmengen erfahren, bis zu dem Punkt, an dem Schäden auftreten können. Denken Sie an eine elektrische Entladung oder einen Lichtbogen. Bei mehr einfallender Strahlung kann ein Satellit aufgeladen werden, und die damit verbundenen Lichtbögen können zu ernsthaften Schäden führen.'

Was passiert mit Raumfahrzeugen und Astronauten im SAA?



Normalerweise erstrecken sich die Van-Allen-Gürtel in einer Höhe zwischen 1.000 und 60.000 km (620 und 37.000 Meilen) über der Erdoberfläche. Die geringe Höhe des Strahlungs-Hotspots bringt ihn jedoch in die Umlaufbahn bestimmter Satelliten, die von Protonen beschossen werden, die Energien von mehr als 10 Millionen Elektronenvolt (eV) mit einer Rate von 3.000 'Treffern' pro Quadratzentimeter pro Sekunde überschreiten.

Dies wirkt sich auf die Bordelektronik des Raumfahrzeugs aus, was den Betrieb dieser Objekte behindert und Weltraumbehörden und andere Satellitenbetreiber zwingt, sie auszuschalten. Das gleiche gilt für die Hubble Teleskop , das zehnmal täglich durch das SAA fährt und dort gut 15 % seiner Zeit verbringt. Hubble ist in diesen Momenten nicht in der Lage, astronomische Daten zu sammeln, was nicht ideal, aber notwendig ist.

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(Bildnachweis: Zukunft)

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Wenn keine Vorkehrungen getroffen werden, indem das Raumfahrzeug abgeschaltet wird, würde dies wahrscheinlich zu einem Systemausfall führen – etwas, das Astronauten bereits mit Computern an Bord von Schiffen erlebt haben, die in der Nähe des SAA fliegen. Die einzige Lösung sind Schutzmaßnahmen. 'Ausrüstung in einen 'abgesicherten Modus' zu versetzen, bedeutet, dass Operationen, die anfälliger für Strahlung sind, eingeschränkt werden', sagte Tarduno.

Je komplexer die Elektronik geworden ist, desto größer ist das Potenzial für Probleme. Alle Satelliten, die das Mikrowellen-Tracking-System DORIS verwenden – was für Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite steht – sehen beispielsweise eine resultierende Verschiebung der Bordoszillatorfrequenz.

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Schäden durch die SAA können auch sehr kostspielig sein, wie die Gegend den Absturz des japanischen Satelliten Hitomi auf die Erde bewies. Hitomi, oder ASTRO-H, wurde von der . in Auftrag gegeben Japanische Agentur für Luft- und Raumfahrtforschung (JAXA) um extrem energetische Prozesse im Universum zu studieren. Etwas mehr als einen Monat nach seinem Start im Februar 2016 verloren seine Betreiber den Kontakt und der Satellit zerbrach in mehrere Teile. Experten stellten später fest, dass das Problem auf die Trägheitsreferenzeinheit des Raumfahrzeugs (eine Art Bewegungssensor) zurückzuführen war, die eine Drehung von 21,7 Grad pro Stunde meldete, wenn das Raumfahrzeug tatsächlich stabil war. Als das Lagekontrollsystem versuchte, dem nicht vorhandenen Spin entgegenzuwirken, führte eine Reihe von Ereignissen dazu, dass es brach.

Hätten die Bediener den Fehler in Echtzeit erkennen können, hätten sie ihn korrigieren können. Aber es geschah, während der Satellit durch das SAA reiste, so dass die Kommunikation verloren ging. Es besteht auch die Möglichkeit, dass die hohe Strahlendosis die Elektronik beeinflusst. In jedem Fall kostete die unglückliche Saga JAXA etwa 273 Millionen US-Dollar und drei Jahre vorbereitete Studien.

Auch Astronauten können vom SAA betroffen sein. Einige haben berichtet, dass vor ihren Augen seltsame weiße Lichter aufblitzen, und es wurden Schritte unternommen, um Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) zu schützen. Über den am häufigsten besetzten Teilen der ISS, wie der Galerie und den Schlafräumen, ist eine starke Abschirmung angebracht, um die Strahlenbelastung der Astronauten zu reduzieren. Astronauten tragen auch Dosimeter, Geräte, die ihre persönliche Exposition gegenüber ionisierender Strahlung in Echtzeit messen und eine Warnung aussenden, wenn sie gefährliche Werte erreichen.

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Wie die Südatlantische Anomalie (SAA) entsteht.(Bildnachweis: Getty)

Was verursacht das SAA?

Aber warum ist das Magnetfeld über dem Südatlantik weniger stark? Das liegt an der Form der Erde, die nicht ganz rund ist. Die Erde wölbt sich in der Mitte leicht und das magnetische Dipolfeld des Planeten ist um etwa 500 km (300 Meilen) von seinem Zentrum versetzt. Wo die Senke liegt, sind die geladenen Teilchen und die kosmische Strahlung näher an der Erdoberfläche und bieten weniger Isolierung vom interplanetaren Raum. Trotzdem verhindert diese Magnetblase immer noch, dass Sonnenwind die Oberfläche erreicht.

Das Magnetfeld wird durch einen Dynamoprozess aufrechterhalten, der aus dem fließenden flüssigen Metall im äußeren Erdkern resultiert, das elektrische Ströme erzeugt. Wenn sich der Planet um seine Achse dreht, bildet die turbulente Bewegung von geschmolzenem, geladenem Material das Magnetfeld und gibt dem Planeten an der Oberfläche Nord- und Südpol. Die Pole sind jedoch nicht permanent, da sich das Magnetfeld der Erde ständig verändert; wird stärker und schwächer, während es sich bewegt. Momentan schwächt sich das Magnetfeld im Bereich des SAA ab, das Gebiet wächst also.

Tarduno und seine Kollegen haben untersucht, wie lange das SAA aktiv ist. Im Jahr 2018 fanden sie in Afrika eine einzigartige Quelle geologischer Beweise, die dazu beitrugen, Licht in das Magnetfeld der Erde vor Tausenden von Jahren zu bringen. Bantu-Bauern, die in der lebten Limpopo River Valley in Afrika Vor 1.000 Jahren führten sie ein Reinigungsritual durch, bei dem ihre Dörfer während der Dürre niedergebrannt wurden, um neu zu beginnen und den Regen zu fördern. Die Verbrennung führte zur Freisetzung magnetischer Mineralien im Ton, die sich vor dem Abkühlen mit dem Erdmagnetfeld ausrichten würden, was Tarduno und seinen Kollegen einen atemberaubenden Schnappschuss davon hinterließ, wie das Magnetfeld zu dieser Zeit aussah.

'Wir haben etwas Ungewöhnliches an der Kern-Mantel-Grenze unter Afrika gefunden', sagte Tarduno, was das globale Magnetfeld beeinflussen könnte. Das Team fand Beweise dafür, dass das SAA die aktuellste Manifestation eines wiederkehrenden Phänomens ist.

„Unter Afrika, an der Kern-Mantel-Grenze direkt über dem Flüssig-Eisen-Kern, ist das Feld umgekehrt. Das nennen wir einen Reversed-Flux-Patch“, sagte Tarduno. 'Dieser Patch scheint den größten Teil des schwachen Felds und der SAA zu verursachen.' Wissenschaftler haben auch untersucht, ob dies bedeutet, dass das Magnetfeld umkippen wird, aber Studien basierend auf Beobachtungen der letzten 50.000 Jahre deuten darauf hin, dass das SAA kein Zeichen dafür ist.

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Künstlerische Darstellung des protonendominierten inneren Gürtels (rot) und des äußeren Gürtels, der aus Elektronen besteht (blau).(Bildnachweis: NASA)

Was die SAA-Erweiterung für Erdlinge und die Raumfahrt bedeutet

Weitere Studien haben auch untersucht, wie gefährlich die Strahlung im SAA auf verschiedenen Ebenen sein könnte. Dies ist wichtig, da das wachsende Gebiet des SAA nicht nur die Probleme mit Computern und anderen elektronischen Geräten auf der Erde zunehmen wird, sondern es könnte auch zu einer höhere Prävalenz von Krebs .

Riccardo Campana vom Nationalen Institut für Astrophysik in Bologna, Italien, analysierte Strahlungsdaten des italienisch-niederländischen Satelliten für Röntgenastronomie BeppoSAX, der zwischen 1996 und 2003 häufig den unteren Rand des SAA durchquerte niedriger im unteren Teil des SAA als in den oberen Schichten.

Trotzdem, als die Die Europäische Weltraumorganisation weist darauf hin , hat das Magnetfeld in diesem Bereich in den letzten 150 Jahren etwa 15 % seiner Stärke verloren. Vor 1994 bewegte sich der magnetische Nordpol mit 10 km (6,2 Meilen) pro Jahr, aber seit 2001 hat sich dies auf etwa 65 km (40 Meilen) pro Jahr beschleunigt. Könnte das Magnetfeld jemals vollständig verschwinden und die Erde weit offen lassen für Strahlung?

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'Dies ist erst in vielen Milliarden Jahren in der Zukunft ein Problem', sagte Tarduno. „Auch in Zeiten der Ummagnetisierung gibt es ein Magnetfeld, wenn auch viel schwächer und viel komplexer als das jetzige.

„Die Debatte ist jetzt, ob wir uns in den frühen Stadien einer magnetischen Umkehrung befinden. Der schnelle Rückgang der magnetischen Dipolfeldstärke in den letzten 160 Jahren und das Zerfallsmuster stützen diese Möglichkeit, aber die kurze Zeitspanne des beobachteten Zerfalls lässt dies immer noch in den Bereich der Spekulation fallen.'

Im Moment gilt die Hauptsorge der Weltraumforschung, insbesondere angesichts der Tatsache, dass die Zahl der Satelliten und Raumfahrzeuge, die Menschen befördern, zunehmen wird. Zu wissen, wie sich die SAA verhält, ist von entscheidender Bedeutung, denn da sie mit einer Geschwindigkeit von 19,3 km (12 Meilen) pro Jahr wächst, wird sie bald eine viel größere geografische Region abdecken als heute.

Zusätzliche Ressourcen:

Dieser Artikel wurde von einer früheren Version übernommen, die im All About Space Magazin, einer Veröffentlichung von Future Ltd., veröffentlicht wurde.