Die beiden STEREO-Raumschiffe der NASA haben seit ihrem Start im Jahr 2006 die Sonne untersucht. Die Mission machte jedoch eine überraschende und unerwartete Entdeckung, indem sie Partikel vom Rand des Sonnensystems entdeckte. Zum ersten Mal konnten Wissenschaftler nun die Region kartieren wo der heiße Sonnenwind auf das kalte interstellare Medium trifft. Dies geschah jedoch nicht mit optischen Instrumenten, die im sichtbaren Licht abgebildet wurden, sondern durch Kartierung der Region mittels neutraler oder ungeladener Atome. Dieser Durchbruch ist eine „neue Art der Astronomie mit neutralen Atomen“, sagte Robert Lin von der University of California in Berkeley und leitete den suprathermalen Elektronensensor an Bord von STEREO. "Sie können sich kein globales Bild von dieser Region machen, einer der letzten unerforschten Regionen der Heliosphäre, auf andere Weise, weil sie zu dünn ist, um von normalen optischen Teleskopen gesehen zu werden." Die Ergebnisse helfen auch dabei, eine Diskrepanz in der Energiemenge in der Region zu beseitigen, die das Raumschiff Voyager 2 beim Passieren des Randes des Sonnensystems im vergangenen Jahr gefunden hat.
Die Heliosphäre erstreckt sich von der Sonne bis mehr als doppelt so weit wie Pluto. Hinter seinem Rand, der als Heliopause bezeichnet wird, liegt die relative Ruhe des interstellaren Raums bei etwa 100 astronomischen Einheiten (AU) - dem 100-fachen Abstand zwischen Erde und Sonne. Der Abbruchschock ist die Region der Heliosphäre, in der sich der Überschall-Sonnenwind auf Unterschallgeschwindigkeit verlangsamt, wenn er mit dem interstellaren Medium verschmilzt. Die Heliosheath ist der Bereich des aufgewühlten Plasmas zwischen der Schockfront und dem interstellaren Medium.
Das Zwillings-STEREO-Raumschiff in der Erdumlaufbahn um die Sonne macht Stereobilder von der Sonnenoberfläche und misst Magnetfelder und Ionenflüsse, die mit Sonnenexplosionen verbunden sind.
Zwischen Juni und Oktober 2007 entdeckte der suprathermale Elektronensensor in der IMPACT-Instrumentensuite (In-situ-Messungen von Partikeln und CME-Transienten) an Bord jedes STEREO-Raumfahrzeugs neutrale Atome, die sowohl von der Schockfront als auch von der Heliosheath dahinter stammen.
"Die suprathermalen Elektronensensoren wurden entwickelt, um geladene Elektronen zu erfassen, deren Intensität je nach Magnetfeld schwankt", sagte der Hauptautor Linghua Wang, ein Doktorand am Department of Physics der UC Berkeley. "Wir waren überrascht, dass diese Partikelintensitäten nicht vom Magnetfeld abhängen, was bedeutet, dass es sich um neutrale Atome handeln muss."
Die Physiker von UC Berkeley kamen zu dem Schluss, dass diese energetischen neutralen Atome ursprünglich Ionen waren, die im Abschluss erwärmt wurden, ihre Ladung an kalte Atome im interstellaren Medium verloren und nicht mehr durch Magnetfelder behindert in Richtung Sonne und in die suprathermalen Elektronensensoren von STEREO zurückflossen .
"Dies ist die erste Kartierung von energetisch neutralen Partikeln jenseits der Heliosphäre", sagte Lin. „Diese neutralen Atome erzählen uns von den heißen Ionen in der Heliosheath. Die im Abschlussschock erhitzten Ionen tauschen Ladung mit den kalten, neutralen Atomen im interstellaren Medium aus, um neutral zu werden, und fließen dann zurück. “
Laut Lin sind die neutralen Atome wahrscheinlich Wasserstoff, da die meisten Partikel im lokalen interstellaren Medium Wasserstoff sind.
Die Ergebnisse von STEREO, die in der Ausgabe der Zeitschrift Nature vom 3. Juli veröffentlicht wurden, klären eine Diskrepanz in der Menge an Energie, die durch den verlangsamten Sonnenwind in den Weltraum gelangt, der letztes Jahr entdeckt wurde, als Voyager 2 den Terminierungsschock des Sonnensystems überquerte und in den Weltraum eintrat umgebende Heliosheath.
Die neu entdeckte Ionenpopulation in der Heliosheath enthält etwa 70 Prozent der im Abbruchschock verbrauchten Energie, genau die Menge, die von den Instrumenten von Voyager 2 nicht berücksichtigt wird, folgerten die Physiker der UC Berkeley. Die Ergebnisse von Voyager 2 werden in derselben Ausgabe von Nature veröffentlicht.
Eine neue NASA-Mission, der Interstellar Boundary Explorer (IBEX), soll später in diesem Jahr gestartet werden, um die niederenergetischen energetischen Ionen in der Heliosheath mithilfe energetisch neutraler Atome genauer abzubilden und die Struktur des Terminationsschocks und wie Wasserstoff zu entdecken Ionen werden dort beschleunigt.
Ursprüngliche Nachrichtenquelle: EurekAlert
