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Der Weltraum ist noch lange nicht leer. Das Sonnensystem kann als „Blase“ aus Sonnenmaterie betrachtet werden – gefüllt mit Partikeln, die von der Sonne als Sonnenwind emittiert werden – und sich weit über die Umlaufbahn von Pluto hinaus erstreckt. Die Sonnenwindgeschwindigkeit ist für den größten Teil dieser Entfernung (über eine Million Meilen pro Stunde) Überschallgeschwindigkeit, aber an dem Punkt, an dem sie mit dem interstellaren Medium (ISM) zu interagieren beginnt, sinkt der Sonnenwind auf Unterschallgeschwindigkeiten, wodurch ein Kompressionsbereich entsteht bekannt alsBeendigungsschock. Nach 26 Jahren Flug betrat die Weltraumsonde Voyager 1 diese bizarre, turbulente Region des Weltraums, in der sich Sonnenpartikel ansammeln und Magnetfelder verdreht werden. Jetzt wurde eine neue Mission entwickelt, um diese Region des Weltraums aus der Ferne zu beobachten, um die Grenze unseres Sonnensystems zu verstehen, in der heftige Turbulenzen herrschen und hochenergetische Atome erzeugt werden…
Im Jahr 2004 traf Voyager 1 und 2006 auf Voyager 2. Die erste Sonde durchflog den Terminationsschock bei etwa 94 AE (8 Milliarden Meilen entfernt); der zweite maß nur 76 AE (7 Milliarden Meilen). Allein dieses Ergebnis legt nahe, dass der Terminationsschock in Abhängigkeit von der Sonnenaktivität unregelmäßig geformt und/oder variabel sein kann. Vor den Voyager-Missionen wurde der Beendigungsschock theoretisiert, aber es gab nur wenige Beobachtungen, bis die beiden Veteranensonden die Region durchquerten. Der Terminationsschock ist von größter Bedeutung für das Verständnis der Natur der äußeren Bereiche des Sonnensystems, da entgegen der Intuition die Aktivität der Sonne zunimmt und die Region hinter dem Terminationsschock (die Helioscheide) die tödliche kosmische Strahlung effizienter blockiert. Während des Sonnenminimums wird es weniger effizient, kosmische Strahlung zu blockieren.
Künstlerische Darstellung von Voyager 1, der ersten Sonde, die die Helioscheide durchquert (NASA)
In dem Bemühen, den Ort und die Eigenschaften des Terminationsschocks und der Heliosheath darüber hinaus zu kartieren, bereiten NASA-Wissenschaftler den Interstellar Boundary Explorer (IBEX) für den Start im Oktober vor. IBEX ist Teil des Small Explorer-Programms (SMEX) der NASA, bei dem kostengünstige kleine Sonden verwendet werden, um bestimmte kosmische Phänomene effizient zu beobachten. IBEX wird außerhalb des Einflusses des Erdmagnetfeldes (der Magnetosphäre) in einer Entfernung von 200.000 Meilen von der Erde umkreisen. Dies liegt daran, dass das von IBEX beobachtete Phänomen durch unser eigenes Magnetfeld erzeugt werden kann. Was wird IBEX messen? Um die Wechselwirkung zwischen Sonnenwindionen und dem interstellaren Medium zu verstehen, wird IBEX zwei Sensoren verwenden, um zu erkennenenergetische neutrale Atome(ENAs) aus den äußersten Bereichen des Sonnensystems gesprengt.
Wie werden ENAs erzeugt und wie messen sie die Interaktion zwischen der Heliosphäre und dem ISM? Da draußen im ISM gibt es neutrale AtomeundIonen. Wenn das Sonnensystem den interstellaren Raum durchquert, lenkt das starke Magnetfeld, das um die Heliosphäre erzeugt wird, die geladenen Ionen ab und schiebt sie aus dem Weg. Langsam bewegte neutrale Atome werden jedoch vom Magnetfeld nicht beeinflusst und dringen tief in die Heliohülle ein. Wenn dies geschieht, interagieren diese neutralen Atome des ISM mit energiereichen Protonen (die eine Ladung haben), die sich schnell spiralförmig entlang des im Sonnenwind eingebetteten Magnetfelds bewegen. Wenn diese Interaktion auftritt (bekannt alsLadungswechsel) wird ein Elektron vom ISM-Atom abgezogen und vom energiereichen Sonnenwind-Proton angezogen, wodurch es neutral wird. Bei diesem Austausch wird ein energiereiches Wasserstoffatom (Elektron und Proton) ausgestoßen.Eine ENA ist geboren.
Künstlerische Darstellung von IBEX (NASA)
Hier kommt nun der clevere Teil ins Spiel. Wie bereits erwähnt, „fühlen“ neutrale Atome keine Magnetfelder, so dass sie bei der Erzeugung von ENAs in einer geraden Linie ausgestoßen werden. Einige dieser Atome werden auf die Erde gerichtet. IBEX wird dann diese ENAs messen und herausfinden, woher sie stammen. Da sie direkt zu IBEX gereist sind, kann der Ort des Terminierungsschocks abgeleitet werden. Im Laufe der Zeit wird IBEX in der Lage sein, ein Bild von den Orten dieser atomaren Wechselwirkungen zu erstellen und sie mit den Eigenschaften der Grenze unseres Sonnensystems in Verbindung zu bringen.
Aber das Beste ist, wir müssen keine Sonde in den Weltraum schicken und jahrzehntelang warten, bis sie die Grenzschicht passiert, sondern können diese Messungen aus der Erdumlaufbahn machen. So eine spannende Mission.Roll on the Pegasus-Raketenstart am 5. Oktober 2008!
Quelle: Physorg.com