Der schlauchförmige Gasring in Form eines Doughnuts wird nach einem der großen Jupitermonde Io als “Io-Torus” bezeichnet. Vulkane auf Io speien die Gase ins Weltall, mit denen der Io-Torus gespeist wird. Der riesige Torus wurde in den 70er Jahren entdeckt, allerdings ist sein Licht für das menschliche Auge fast komplett unsichtbar. Der Doughnut ist so groß, dass die Umlaufbahn des Erdmondes bequem in sein Loch hineinpassen würde.
“Wir machen den Torus sichtbar und sehen seine Entwicklung und Veränderungen mit einem Detailreichtum, der vorher noch nicht beobachtet worden ist”, sagt Dr. Larry Esposito, Planetenexperte der University of Colorado in Boulder und Hauptverantwortlicher für das UV-Bildgebungs-Spektrometer der Raumsonde.
Er und Ian Stewart von der University of Colorado, sowie andere Kollegen untersuchen, was man aus den UV-Informationen über Zusammensetzung und Temperatur des Torus, sowie über die Prozesse, die ihn erzeugen, lernen kann. “Als Quelle für spezielle Wellenlängen des ultravioletten Glühens aus dem Inneren des Torus’ können positiv geladene Sauerstoff- und Schwefel-Ionen identifiziert werden”.
Die Raumsonde Cassini, ein Gemeinschaftsprojekt von NASA, ESA und der italienischen Raumfahrtbehörde (ASI), ist seit ihrem Start am 15. Oktober 1997 auf einer Mission zum größten Saturn-Mond Titan unterwegs (Ankunft im Juli 2004), wo ein ähnliches Phänomen studiert werden soll. Auf ihrem Weg dorthin hat sie den Jupiter passiert, um sich hier über die Gravitationsschleuder genügend Schwung bis zu Titan zu holen.
Seit dem 1. Oktober 2000 und noch bis zum 22. März dieses Jahres erkundet Cassini die Umgebung von Jupiter und misst während dieser sechs Monate unter anderem die Konzentrationen, Temperaturen und Verteilungen der Gase im Io-Torus. Die Io-Vulkane enthalten Gase wie Sauerstoff und Schwefel. Offensichtlich erhält der Torus seine Zusammensetzung und seine Form, wenn einige der ursprünglich neutralen Sauerstoff- und Schwefel-Atome durch Strahlung von der Sonne oder eines Strahlengürtels um Jupiter ionisiert werden. Die Ionen sind dann an die Feldlinien des starken Jupiter-Magnetfeldes gebunden. Dieses Magnetfeld bewegt sich zusammen mit Jupiters Eigenrotation mit und zieht so die Ionen auf eine kreisförmige Bahn um Jupiter herum. Aus einer Form, die als Kugel um Io beginnt wird ein Schlauch (Torus) um Jupiter.
Seit Beginn der Messungen beobachteten die Forscher eine langsame Abnahme der Torus-Helligkeit – seine Bestandteile verschwinden offensichtlich und kühlen sich mit der Zeit ab, um bei der nächsten Folge von Vulkanausbrüchen auf Io wieder aufgefüllt und mit neuer Energie versehen zu werden. “Es könnte sein, dass wir das Ende einer solchen Vulkanaktivitätsphase sehen”, sagt Esposito. “Wir hoffen, dass Io uns einen Materialnachschub gewährt, damit wir diese Effekte verfolgen können.”
Die Erkenntnisse über den Io-Torus und seines möglichen Verwandten am Saturn könnten helfen, das Verständnis anderer Phänomene zu vertiefen, die mit magnetischen Feldern zusammenhängen, hofft Esposito. Zu diesen Phänomenen gehören auch magnetische Stürme, die die Telekommunikation auf der Erde stören.
Arndt Dürr
