Illustration der "Firefly"-Mission | Copyright: NASAGreenbelt/ USA - Normalerweise ereignen sich hochenergetische Ausbrüche von Gammastrahlung nur weit von der Erde entfernt im All, beispielsweise in der Nähe von Schwarzen Löchern oder anderen hochenergetischen kosmischen Phänomenen. Mitte der 1990er Jahr entdeckten Wissenschaftler ähnliche Ereignisse jedoch auch in der Atmosphäre der Erde und rätseln seither, wie es zu diesen Erscheinungen überhaupt kommt. Ein Satellit soll nun das Mysterium enträtseln und erklären, was auch gewöhnliche Blitze auslöst.
Bisherige Beobachtungen der sogenannten "Terrestrial Gamma-ray Flashes" (TGFs= irdische Gammastrahlen-Blitze) legen die Vermutung nahe, dass sie mit normalen Blitzen in Verbindung stehen, auch wenn TGFs selbst von gänzlich anderer Natur sind.
"Tatsächlich wusste vor den 1990er Jahren noch niemand, dass diese Phänomene überhaupt existierten", gesteht Doug Rowland vom "Goddard Space Flight Center" der NASA. "Obwohl es sich um die gewaltigsten natürlichen partikelbeschleunigenden Ereignisse auf der Erde handelt."
Einzelne Partikel in einem TGF benötigen enorme Mengen von Energie, die teilweise über 20 Mega Elektronenvolt (M eV). Im Gegensatz dazu entfesseln die farbenfrohen Polarlichter lediglich ein Tausendstel dieser Energiemenge.
Bislang gibt es rund um die TGFs mehr Fragen als Antworten: Was lässt die Gammastrahlenblitze überhaupt entstehen? Helfen sie dabei, gewöhnliche Blitze auszulösen und könnten sie für hochenergetische Partikel im Van-Allen- Strahlungsgürtel verantwortlich sein, wie die Satelliten beschädigen können?
Doug Rowland mit einem Modell des Frefly-Satelliten in Originalgröße | Copyright: NASA/Pat IzzoMit einem kaum mehr als fußballgroßen Satelliten (s. Abb.) namens "Firefly" (Glühwürmchen) sollen sowohl Daten gewöhnlicher Blitze als auch über die für das menschliche Auge unsichtbaren TGFs gewonnen und dann miteinander abgeglichen werden.
Von den Daten erhoffen sich die Forscher auch Antworten zu der immer noch unbeantworteten Frage, wodurch gewöhnliche Blitze überhaupt ausgelöst werden. Zwar ist bekannt, dass Turbulenzen im Innern von Gewitterwolken elektrische Ladungen bis hin zu gigantischen elektrischen Potentialen erzeugen. Die jedoch zur Ionisation der Luft tatsächlich benötige Spannung ist etwa zehnmal Höher als die Spannungspotentiale, wie sie im Innern der Wolken gemessen werden können. "Wir wissen zwar, wie sich die Wolken aufladen. Wir wissen aber nicht, wie sie sich wieder entladen. Dieser Vorgang ist immer noch ein Mysterium", kommentiert Rowland.
Die TGFs könnten nun diese Spannung zur Entladung der Gewitterwolken liefern, in dem sie einen kurzen und Ausstoß von Elektronen abgeben und dadurch die Blitze auslösen.
Wenn diese Vermutung der Forscher zutrifft, würde dies zugleich bedeuten, dass es jeden Tag wesentlich mehr TGFs gibt als derzeit bekannt. Bislang gehen die Wissenschaftler weltweit von weniger als 100 irdischen Gammablitzen pro Tag aus, während es tagtäglich global zu mehren Millionen gewöhnlicher Blitze kommt.
Quellen: grenzwissenschaft-aktuell.de / nasa.gov
