Entdeckung mysteriöser Plasmawellen um Merkur

Wenn man mit den richtigen Instrumenten zuhört, kann man das Pfeifen hören, fast wie Vogelgezwitscher in der Morgen- und Abenddämmerung. Auf der Erde, auf Jupiter und Saturn wurden sogenannte Chorwellen aufgezeichnet. Es wurde auf Uranus und Neptun beobachtet.

Jetzt haben Wissenschaftler aus Japan und Frankreich unter der Leitung des Astronomen Mitsunori Ozaki von der Universität Kanazawa diese Planeten entdeckt, die den Merkur umkreisen, der karg und einsam ist, während er die Sonne umkreist.

Das ist interessant, weil diese anderen Planeten einige Dinge haben, die Merkur nicht hat: dichte, üppige Atmosphären und permanente Strahlungsgürtel, in denen die Teilchen der Sonne im Magnetfeld des Planeten gefangen sind.

Wissenschaftler sagen, dass es sich um eine Entdeckung handelt, die Aufschluss über die magnetische Umgebung um Merkur und darüber geben könnte, wie planetarische Magnetfelder im Allgemeinen durch den Sonnenwind geformt werden.

Quecksilber hat kein großes Magnetfeld. Es ist ein ziemlich kahles Stück Fels mit einer fast nicht vorhandenen Atmosphäre und zu nah an der Sonne, als dass es angenehm wäre. Es ist ständig der Strahlung und dem Sonnenwind ausgesetzt.

Aber diese zerstreute und verzerrte Welt birgt Geheimnisse. Erst in diesem Jahr entdeckten Wissenschaftler schließlich, dass Merkur trotz seines erbärmlichen Magnetfelds und seiner erbärmlichen Atmosphäre eine seltsame Art von Polarlicht aufweist.

Doch lange vor dieser Entdeckung dachten Wissenschaftler, dass Merkur Choruswellen haben könnte. Dies geschieht, wenn energiereiche Elektronen in der Magnetosphäre des Planeten gefangen werden, sich spiralförmig entlang magnetischer Feldlinien bewegen und Wellen im Plasma erzeugen.

Diese Wellen können aufgezeichnet und in Geräusche umgewandelt werden, die je nachdem, wie und wohin sich die Elektronen bewegen, variieren. Im Video unten können Sie beispielsweise die auf der Erde aufgezeichneten zischenden Wellen hören.

Die Erforschung des Merkur erfolgte sporadisch und verstreut, was bedeutet, dass unser Verständnis seiner Weltraumumgebung unvollständig ist. Wir wissen von seinem Magnetfeld, seit Mariner 10 in den 1970er Jahren Beobachtungen machte.

Doch Wissenschaftler versuchen, den Mangel auszugleichen. Teil der 2018 gestarteten Mercury-Mission BepiColombo ist ein Instrument namens MIO, das der Untersuchung der Magnetosphäre des Merkur gewidmet ist.

Dieses Gerät hat die Umlaufbahn noch nicht erreicht; Die Schwerkraft der Sonne macht das Einsetzen in die Umlaufbahn kompliziert. Aber die Raumsonde führte in den Jahren 2021 und 2022 Vorbeiflüge um Merkur durch, bei denen Beobachtungen des Magnetfelds von Merkur aufgezeichnet wurden.

Dort fanden Forscher in den vom MIO gesammelten Daten klare Hinweise auf Pfeifwellen in der Magnetosphäre des Merkur. Da es sich jedoch um Merkur handelte, hatten sie etwas Seltsames an sich: Sie erschienen nur in einem kleinen Teil der Magnetosphäre des Merkur, in einem Keil, der als Morgendämmerungssektor bekannt ist.

Dies deutet auf einen physikalischen Mechanismus hin, der Chorwellen in dieser Region verstärkt oder sie anderswo unterdrückt. Das Team führte Modellierungen und Simulationen durch und stellte fest, dass die Energieübertragung von Elektronen auf elektromagnetische Wellen im Frühmorgensektor am effizientesten ist und Pfiffe erzeugt.

Ein besseres Verständnis und eine bessere Charakterisierung dieser Chorwellen werden weitere Beobachtungen und weitere Analysen erfordern. Diese ersten Entdeckungen werden es den Forschern ermöglichen, ihre Untersuchungen im Detail zu planen, bevor MIO im Jahr 2025 in die Umlaufbahn eingeführt wird.

„Zu diesem Zeitpunkt wissen wir noch nicht, ob Erde und Merkur ähnliche räumlich-zeitliche Eigenschaften ihres elektronengetriebenen Chors haben“, schrieben die Forscher.

„Die aktuelle Studie ebnet den Weg für anspruchsvolle zukünftige Untersuchungen, die zeigen werden, wie magnetisierte Planetenumgebungen durch Sonnenwinde in unserem Sonnensystem geformt werden, mit möglichen Extrapolationen auf Exoplaneten und deren Wechselwirkungen mit Sternwinden.“

Übersetzt von Matthews Lineker aus Wissenschaftlicher Alarm