Ein Forscherteam um Adam Masters am Institute for Space and Astronautical Science in Tokyo untersuchte die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit dem Magnetfeld des Saturns mit Hilfe der Messgeräte an Bord der Raumsonde Cassini. Am 3. Februar 2007 beobachtete die Sonde, wie eine extrem starke Stoßwelle des Sonnenwinds auf die Bugstoßwelle der Saturnmagnetosphäre prallte, wobei Elektronen auf Geschwindigkeiten nahe der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wurden. Die Bugstoßwelle entsteht, wenn der Sonnenwind, ein Strom geladener Partikel, der ständig von der Sonne in zeitlich unterschiedlicher Intensität abströmt, auf das Magnetfeld eines Planeten trifft. Die dabei ablaufenden Vorgänge ähneln denjenigen, die bei den extrem energiereichen Stoßwellen von Supernova-Explosionen beobachtet werden.

Wie die geladenen Partikel im Umfeld eines Planeten mit dem Sonnenwind wechselwirken hängt davon ab, wie das Magnetfeld orientiert ist und wie stark die Stoßwelle ist, die auf das planetare Magnetfeld trifft. Hierbei interessieren sich die Forscher für die Beschleunigung von Elektronen durch starke Stoßwellen mit hohen Mach-Zahlen. Diese bestimmen, wieviel von der kinetischen Energie des Teilchenflusses an der Stoßwellenfront abgegeben wird; dabei wird die Strömungsgeschwindigkeit durch die in Strömungsrichtung liegende Wellengeschwindigkeit dividiert.

Die Bewegung von Teilchen an der Stoßfront wird vom Winkel zwischen der Richtung der Stoßwelle und der Ausrichtung der Feldlinien des Magnetfelds beeinflusst. Dabei gibt es zwei Hauptkategorien: quasi-parallele Stoßwellen, bei denen der Winkel zwischen 0 und 45 Grad beträgt und quasi-senkrechte Stoßwellen, wenn der Winkel zwischen 45 und 90 Grad liegt. In beiden Fällen kann Energie auf geladene Partikel wie Elektronen übertragen werden.

Bislang wurde diese Energieübertragung im Sonnensystem jedoch nur bei quasi-senkrechten Stoßwellen beobachtet, bei denen die Mach-Zahlen etwa 12 betrugen. Dabei erreichen die Elektronen in der Saturnmagnetosphäre nur Geschwindigkeiten, die deutlich unterhalb der Lichtgeschwindigkeit liegen. Bei der extremen Stoßwelle, welche die Saturnmagnetosphäre am 3. Februar 2007 traf, wurden dagegen Mach-Zahlen von ungefähr 100 festgestellt. Zu dieser Zeit stimmten die Richtung der Stoßwelle und der Feldlinien annähernd überein, es war also ein quasi-paralleler Zustand erreicht. Bislang wurde von Cassini nur dieses Ereignis beobachtet, bei denen so genannte ultrarelativistische Elektronen entstanden, die sich annähernd mit Lichtgeschwindigkeit bewegten.

Die Beobachtungen von Cassini stellen einen Modellfall für die Vorgänge bei den Stoßwellen von Supernova-Explosionen dar, der sich wegen seiner Nähe sehr viel detaillierter untersuchen lässt als bei den weit entfernteren Supernova-Überresten. Zudem ist es schwierig, Informationen über die Ausrichtung der lokalen Magnetfelder in diesen Gebilden aus heißem Gas zu erlangen. Kürzlich veröffentlichte eine Forschergruppe um Sladjana Nikolić am Max-Planck-Institut für Astronomie neue Erkenntnisse zu den Vorgängen an Supernova-Stoßwellen am Beispiel der Supernova SN 1006.