Jeder Planet in unserem Sonnensystem, einschließlich der Erde, wird vom Sonnenwind mit Überschallgeschwindigkeit “geblasen”.
Die Teilchen, aus denen dieser Wind besteht, erzeugen ein unsichtbares Magnetfeld, das uns vor dem Rest des interstellaren Raums schützt. Seit Jahrzehnten analysieren Astronomen dieses als Heliosphäre bekannte System von Strahlung und Magnetismus und kartieren seine Grenzen, um herauszufinden, wie es aussieht.
Ein neues Modell von Experten mehrerer Universitäten legt nahe, dass dies eine seltsame Verschmelzung fast aller unserer Theorien ist. Viele Jahre lang glaubten Wissenschaftler, die Heliosphäre sei eher wie ein Komet mit einer runden Nase an einem Ende und einem Schwanz am anderen.
So wird es normalerweise in Lehrbüchern und Artikeln dargestellt, aber in den letzten Jahren sind zwei andere Formen entstanden, die wahrscheinlicher erscheinen.
NASA
Im Jahr 2015 wiesen Daten des Raumfahrzeugs Voyager 1 auf das Vorhandensein von zwei Schwänzen hin, wodurch die Heliosphäre eher einem Croissant ähnelte. Zwei Jahre später zeigten Daten der Cassini-Mission, dass wir den ganzen Schwanz vollständig loswerden und ihn in einen riesigen Wasserball verwandeln müssen.
“Man kann diese Art von Veränderung nicht leicht akzeptieren”, sagt Tom Crimigis, der Experimente mit Cassini und Voyager durchgeführt hat.
“Die gesamte in diesem Bereich tätige wissenschaftliche Gemeinschaft geht seit über 55 Jahren davon aus, dass die Heliosphäre einen Kometenschwanz hat.”
Jetzt müssen wir unsere Annahmen möglicherweise noch einmal überdenken, denn wenn das neue Modell korrekt ist, könnte die Heliosphäre durchaus die Form eines entleerten Strandballs oder eines prall gefüllten Croissants haben. Es kommt nur darauf an, wo und wie Sie die Grenze definieren.
Es wird angenommen, dass sich die Heliosphäre doppelt so weit wie Pluto erstreckt, wenn der Sonnenwind ständig auf interstellare Materie trifft und uns vor geladenen Teilchen schützt, die sonst unser Sonnensystem zerstören könnten.
Aber herauszufinden, wo diese Grenze existiert, ist wie herauszufinden, welcher Grauton Schwarz von Weiß unterscheiden sollte.
Mithilfe von Daten aus dem Raumschiff New Horizons, das sich jetzt außerhalb von Pluto befindet, haben Astronomen einen Weg gefunden, die beiden Seiten zu trennen.
Anstatt davon auszugehen, dass geladene Teilchen alle gleich sind, unterteilt das neue Modell sie in zwei Gruppen: geladene Teilchen aus dem Sonnenwind und neutrale Teilchen, die im Sonnensystem treiben.
Im Gegensatz zu geladenen Teilchen im interstellaren Raum können diese neutralen “absorbierenden Ionen” leicht durch die Heliosphäre rutschen, bevor ihre Elektronen geladen werden.
Durch den Vergleich von Temperatur, Dichte und Geschwindigkeit dieser absorbierenden Ionen mit Sonnenwellen hat das Team einen Weg gefunden, die Form der Heliosphäre zu bestimmen.
'Die Erschöpfung von [absorbierenden Ionen] aufgrund des Ladungsaustauschs mit neutralen Wasserstoffatomen des interstellaren Mediums kühlt die Heliosphäre, senkt sie und führt zu einer schmaleren und runderen Form, was die von Cassini vorgeschlagene Form bestätigt.
Mit anderen Worten, je nachdem, welchen „Grauton“ Sie zur Definition der Grenze auswählen, kann die Heliosphäre wie eine entleerte Kugel oder ein Halbmond aussehen.
“Wenn wir die Umwelt verstehen wollen, haben wir ein besseres Verständnis für diese gesamte Heliosphäre”, sagt der Astronom Avi Loeb aus Harvard.
Wir brauchen aber noch viel mehr Daten. Während wir allmählich beginnen, unsere Modelle zu harmonisieren, sind sie immer noch dadurch begrenzt, wie wenig wir über die Heliosphäre selbst wissen.
Abgesehen von den beiden Voyager-Raumschiffen, die vor über vier Jahrzehnten gestartet wurden, ist keine einzige Maschine über ihre Grenzen hinausgeflogen. Und selbst die beiden Raumsonden, die diese Linie passiert haben, verfügen nicht über Instrumente zur Messung von Ionen an der Peripherie.
Die Studie wurde in der Zeitschrift Nature Astronomy veröffentlicht.
Quellen: Foto: Naturastronomie, 2020
