Van-Allen-Gürtel

Der Van-Allen-Strahlungsgürtel (benannt nach James Van Allen) ist der Strahlungsgürtel der Erde. Er ist ein Ring (Torus) energiereicher geladener Elementarteilchen im Weltraum, die im Erdmagnetfeld eingeschlossen sind.

Die Magnetosphäre wirkt als Schutzschild für die Erde; sie verhindert, dass ein Großteil der lebensfeindlichen Teilchenstrahlung der Sonne das Leben auf der Erde erreicht. Jedoch ist der Durchflug durch den Gürtel dementsprechend gefährlich für Mensch und Technik.

Auch andere Planeten sind von Strahlungsgürteln umgeben, so hat der Jupiter, dessen Magnetfeld sehr viel stärker als das der Erde ist, einen wesentlich gefährlicheren Strahlungsgürtel als die Erde.

Der Gürtel besteht im Wesentlichen aus zwei Strahlungzonen. Die innere erstreckt sich in niedrigen geografischen Breiten, d. h. in der Nähe des Äquators, in einem Bereich von etwa 700 bis 6.000 Kilometer über der Erdoberfläche und besteht hauptsächlich aus hochenergetischen Protonen. Die äußere befindet sich in etwa 16.000 bis 58.000 Kilometer Höhe und enthält vorwiegend Elektronen.

Früher wurde angenommen, dass die Teilchen des Van-Allen-Gürtels überwiegend aus dem Sonnenwind und der kosmischen Strahlung stammen. Ergebnisse der Sonden „Van Allen A“ und „Van Allen B“ zeigten jedoch, dass Elektronen im Gürtel selbst freiwerden und im Gürtel zu relativistischen Geschwindigkeiten beschleunigt werden.

Die geladenen kosmischen Teilchen werden im Van-Allen-Gürtel durch das Magnetfeld der Erde infolge der Lorentzkraft abgelenkt, in einer magnetischen Flasche eingeschlossen und schwingen so zwischen den Polen der Erde mit einer Schwingungsdauer von etwa einer Sekunde hin und her.

Wenn der Gürtel überladen wird, streifen die Partikel die obere Erdatmosphäre und regen diese zur Fluoreszenz an, wodurch das Polarlicht entsteht.