Astro-Bild der Woche: Röntgenemissionen vom Mars

Röntgenstrahlung aus der oberen Marsatmosphäre (NASA / CXC / MPE / K.Dennerl et al.)
Röntgenstrahlung aus der oberen Marsatmosphäre (NASA / CXC / MPE / K.Dennerl et al.)

Kaum zu glauben, aber dieses Objekt hat praktisch jeder schon einmal auf einem Foto gesehen, allerdings in einem anderen Wellenlängenbereich. Im optischen Wellenlängenbereich zeigt es sich meist als rötliche Scheibe, gelegentlich durchzogen von sanften, weißen Schleiern: Es ist der Mars.

Wie kommt es nun zu diesem völlig anderen Erscheinungsbild? Der Grund dafür ist der Wellenlängenbereich, in dem die Aufnahme gemacht wurde. Sie zeigt den roten Planeten nicht im optischen, also im sichtbaren Licht, sondern im Röntgenspektrum. Als der Mars im Jahr 2001 auf seiner Bahn nur etwa 70 Millionen Kilometer von der Erde entfernt war, machte das Chandra-Röntgenobservatorium diese Aufnahme von ihm.

Chandra registrierte die Röntgenemissionen aus der oberen Atmosphäre des Planeten. Sie entstehen, wenn hochenergetische Röntgenstrahlung von der Sonne auf Sauerstoffatome in der oberen Marsatmosphäre trifft. Die harte Röntgenstrahlung schlägt Elektronen aus den inneren Regionen der Elektronenwolken heraus, wodurch die Atome zu einem höheren Energiezustand angeregt werden. Anschließend fallen sie in ihren ursprünglichen, niedrigeren Energiezustand zurück und emittieren dabei Röntgenstrahlen mit einer Wellenlänge, die für das beteiligte Atom (in diesem Fall Sauerstoff) charakteristisch ist.

Die Menge der abgegebenen Röntgenstrahlung ist jedoch sehr klein. Mit circa vier Megawatt entspricht sie ungefähr der Leistung von 10.000 medizinischen Röntgengeräten. Mit Hilfe des Chandra-Weltraumteleskops konnten die Wissenschaftler einen schwachen “Röntgenhalo” in der Nähe des Planeten nachweisen, der sich bis in eine Entfernung von 7.000 Kilometern in den marsnahen Weltraum erstreckt. Er entsteht durch Kollisionen von energiereichen Sonnenwindpartikeln mit vereinzelten Atomen in der extrem dünnen Exosphäre des Mars.

(THK)

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