Wo der Sonnenwind auf Mauern stößt

News: Wo der Sonnenwind auf Mauern stößt

Hin und wieder setzen die von der Sonne kommenden Teilchenströme Satelliten lahm oder stören das Stromverteilungsnetz auf der Erde. Diese Auswirkungen sind aber gering im Vergleich zu den Kollisionen im interstellaren Raum, wenn der Sonnenwind auf eine riesige Teilchenwolke stößt. Nun hat eine Analyse der schwachen Photonen, die von den Zusammenstößen in dem Gewimmel berichten, den Astronomen einen ersten Blick auf die immense Bugwelle erlaubt, welche sich bildet, wenn der Sonnenwind durch die Teilchenwolke pflügt.

Der hauptsächlich aus freien Elektronen und Protonen bestehende Sonnenwind folgt den magnetischen Feldlinien der Sonne hinaus ins Weltall. In einer Entfernung von 180 astronomischen Einheiten, also der 180fachen Distanz der Sonne zur Erde, kurz hinter der Oortschen Wolke prallt er auf eine riesige interstellare Wolke, die hauptsächlich aus neutralen Wasserstoffatomen, Heliumatomen und Protonen besteht. Dadurch verliert der Wind drastisch an Geschwindigkeit, wodurch sich ein Bugstoß bildet. Die Wasserstoffatome des interstellaren Raums verlangsamen sich ebenfalls, was in einer Region höherer Dichte resultiert, die als "Wasserstoffmauer" bezeichnet wird. Bis vor kurzem waren Astronomen allerdings nicht in der Lage diese interessante Zone zu lokalisieren.

Nun hat ein französisch-polnisches Team Daten von UV-Spektrometern ausgewertet, die sich an Bord des Hubble-Teleskops und von Voyager 1 befinden (Astrophysical Journal vom Mai 2000). Diese Raumsonde, die 1979 Jupiter und 1980 Saturn passierte, ist mittlerweile 70 astronomische Einheiten von der Erde entfernt. Die Wissenschaftler analysierten die schwache UV-Strahlung von Photonen, die im Übergangsbereich zur Wolke hin- und herschießen, wobei sie bei jedem Zusammenprall mit einem Wasserstoffatom Energie aufnehmen. Während dieser so genannten Fermi-Beschleunigung wird die Wellenlänge der Photonen nach und nach kürzer, und das entstehende "Fermi-Glühen" ermöglichte den Astronomen die dreidimensionale Form des Bugstoßes zu ermitteln, erklärt Teamleiter Lotfi Ben-Jaffel vom Institut d'Astrophysique in Paris.

Die Analysen der Forscher ergaben, dass der Bugstoß um zwölf Grad gegenüber der Bahn der Sonne durch die Galaxie geneigt ist. Der Grund hierfür ist das schwache magnetische Feld im interstellaren Raum, das den Fluss der geladenen Teilchen ablenkt, erklärt Ben-Jaffel.

Das Fermi-Glühen zu beobachten, ist eine "sehr clevere Methode", den Bugstoß zu ermitteln, meint der Astronom Gary Zank von der University of Delaware und fügt hinzu, dass Ben-Jaffels Team das erste ist, dass das interstellare magnetische Feld entdecken konnte. Die Ergebnisse bestätigen außerdem frühere Beobachtungen von mysteriöser schwacher UV-Strahlung, die von bestimmten Sternen wie etwa Alpha Centauri ausgehen, sagt Zank. Da sich diese Sterne in unmittelbarer Nähe des Bugstoßes befinden, könnte ihre schwaches Leuchten von der Wasserstoffmauer herrühren.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 16.3.2000
"Grummeln hinter dem Horizont"
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Spektrum der Wissenschaft 12/98, Seite 62
"Die Oortsche Wolke"
(nur für Heft-Abonnenten online zugänglich)