Verwendung von Daten ausNASAMit dem IBEX-Satelliten erstellten Wissenschaftler die erste 3D-Karte der Grenze zwischen unserem Sonnensystem und dem interstellaren Raum.
Zum ersten Mal wurde die Grenze der Heliosphäre kartiert, was Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen Sonnen- und interstellaren Winden ermöglicht.
„Physikalische Modelle haben diese Grenze seit Jahren theoretisiert“, sagte Dan Reisenfeld, Wissenschaftler am Los Alamos National Laboratory und Hauptautor des Artikels, der im veröffentlicht wurdeAstrophysikalisches Journalam 10. Juni 2021. „Aber dies ist das erste Mal, dass wir es tatsächlich messen und eine dreidimensionale Karte davon erstellen konnten.“
Die Heliosphäre ist eine vom Sonnenwind erzeugte Blase, ein Strom aus hauptsächlich Protonen, Elektronen und Alphateilchen, der sich von der Sonne in den interstellaren Raum erstreckt und die Erde vor schädlicher interstellarer Strahlung schützt.
IBEX-Satellit erschließt die heliosphärische Grenze
Reisenfeld und ein Team anderer Wissenschaftler nutzten Daten des erdumlaufenden NASA-Satelliten Interstellar Boundary Explorer (IBEX), der Partikel erkennt, die aus der Heliohülle, der Grenzschicht zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum, stammen. Das Team konnte den Rand dieser Zone kartieren – eine Region namens Heliopause. Hier kollidiert der Sonnenwind, der in Richtung interstellaren Raum drängt, mit dem interstellaren Wind, der in Richtung Sonne drängt.
Für diese Messung verwendeten sie eine Technik, die der Sonartechnik von Fledermäusen ähnelt. „So wie Fledermäuse Sonarimpulse in alle Richtungen aussenden und das Rücksignal nutzen, um eine mentale Karte ihrer Umgebung zu erstellen, haben wir den Sonnenwind der Sonne, der in alle Richtungen ausstrahlt, genutzt, um eine Karte der Heliosphäre zu erstellen“, sagte Reisenfeld.
Verwendung von ENAs zur Verfolgung des Heliosheath
Dazu nutzten sie die Messung energiereicher neutraler Atome (ENAs) durch den Satelliten IBEX, die aus Kollisionen zwischen Sonnenwindteilchen und denen des interstellaren Windes entstehen. Die Intensität dieses Signals hängt von der Intensität des Sonnenwinds ab, der auf die Heliohülle trifft. Wenn eine Welle auf die Hülle trifft, steigt die ENA-Zählung und IBEX kann sie erkennen.
„Das von der Sonne ausgesendete Sonnenwindsignal variiert in seiner Stärke und bildet ein einzigartiges Muster“, erklärte Reisenfeld. „IBEX wird das gleiche Muster im zurückkehrenden ENA-Signal zwei bis sechs Jahre später sehen, abhängig von der ENA-Energie und der Richtung, in die IBEX durch die Heliosphäre blickt. Anhand dieses Zeitunterschieds haben wir die Entfernung zur ENA-Quellenregion in einer bestimmten Richtung ermittelt.“
Anschließend wandten sie diese Methode an, um die dreidimensionale Karte zu erstellen, wobei sie Daten verwendeten, die über einen gesamten Sonnenzyklus von 2009 bis 2019 gesammelt wurden.
„Auf diese Weise können wir die Grenze der Heliosphäre auf die gleiche Weise sehen, wie eine Fledermaus mit Sonar die Wände einer Höhle ‚sieht‘“, fügte er hinzu.
Der Grund dafür, dass es so lange dauert, bis das Signal zu IBEX zurückkehrt, sind die großen Entfernungen. Entfernungen im Sonnensystem werden in astronomischen Einheiten (AE) gemessen, wobei 1 AE die Entfernung von der Erde zur Sonne ist. Die Karte von Reisenfeld zeigt, dass der Mindestabstand von der Sonne zur Heliopause in der dem interstellaren Wind zugewandten Richtung etwa 120 AE beträgt und sich in der entgegengesetzten Richtung mindestens 350 AE erstreckt, was die Entfernungsgrenze der Sondierungstechnik darstellt. Als Referenz: die Umlaufbahn vonNeptunhat einen Durchmesser von etwa 60 AE.
Referenz: „Eine dreidimensionale Karte der Heliosphäre von IBEX“ von Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bzowski, Herbert O. Funsten, Jacob Heerikhuisen, Paul H. Janzen, Marzena A. Kubiak, David J. McComas, Nathan A. Schwadron, Justyna M. Sokół, Alex Zimorino und Eric J. Zirnstein, 10. Juni 2021,Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847/1538-4365/abf658
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Verwendung von Daten ausNASAMit dem IBEX-Satelliten erstellten Wissenschaftler die erste 3D-Karte der Grenze zwischen unserem Sonnensystem und dem interstellaren Raum.
Zum ersten Mal wurde die Grenze der Heliosphäre kartiert, was Wissenschaftlern ein besseres Verständnis der Wechselwirkung zwischen Sonnen- und interstellaren Winden ermöglicht.
„Physikalische Modelle haben diese Grenze seit Jahren theoretisiert“, sagte Dan Reisenfeld, Wissenschaftler am Los Alamos National Laboratory und Hauptautor des Artikels, der im veröffentlicht wurdeAstrophysikalisches Journalam 10. Juni 2021. „Aber dies ist das erste Mal, dass wir es tatsächlich messen und eine dreidimensionale Karte davon erstellen konnten.“
Die Heliosphäre ist eine vom Sonnenwind erzeugte Blase, ein Strom aus hauptsächlich Protonen, Elektronen und Alphateilchen, der sich von der Sonne in den interstellaren Raum erstreckt und die Erde vor schädlicher interstellarer Strahlung schützt.
IBEX-Satellit erschließt die heliosphärische Grenze
Reisenfeld und ein Team anderer Wissenschaftler nutzten Daten des erdumlaufenden NASA-Satelliten Interstellar Boundary Explorer (IBEX), der Partikel erkennt, die aus der Heliohülle, der Grenzschicht zwischen dem Sonnensystem und dem interstellaren Raum, stammen. Das Team konnte den Rand dieser Zone kartieren – eine Region namens Heliopause. Hier kollidiert der Sonnenwind, der in Richtung interstellaren Raum drängt, mit dem interstellaren Wind, der in Richtung Sonne drängt.
Für diese Messung verwendeten sie eine Technik, die der Sonartechnik von Fledermäusen ähnelt. „So wie Fledermäuse Sonarimpulse in alle Richtungen aussenden und das Rücksignal nutzen, um eine mentale Karte ihrer Umgebung zu erstellen, haben wir den Sonnenwind der Sonne, der in alle Richtungen ausstrahlt, genutzt, um eine Karte der Heliosphäre zu erstellen“, sagte Reisenfeld.
Verwendung von ENAs zur Verfolgung des Heliosheath
Dazu nutzten sie die Messung energiereicher neutraler Atome (ENAs) durch den Satelliten IBEX, die aus Kollisionen zwischen Sonnenwindteilchen und denen des interstellaren Windes entstehen. Die Intensität dieses Signals hängt von der Intensität des Sonnenwinds ab, der auf die Heliohülle trifft. Wenn eine Welle auf die Hülle trifft, steigt die ENA-Zählung und IBEX kann sie erkennen.
„Das von der Sonne ausgesendete Sonnenwindsignal variiert in seiner Stärke und bildet ein einzigartiges Muster“, erklärte Reisenfeld. „IBEX wird das gleiche Muster im zurückkehrenden ENA-Signal zwei bis sechs Jahre später sehen, abhängig von der ENA-Energie und der Richtung, in die IBEX durch die Heliosphäre blickt. Anhand dieses Zeitunterschieds haben wir die Entfernung zur ENA-Quellenregion in einer bestimmten Richtung ermittelt.“
Anschließend wandten sie diese Methode an, um die dreidimensionale Karte zu erstellen, wobei sie Daten verwendeten, die über einen gesamten Sonnenzyklus von 2009 bis 2019 gesammelt wurden.
„Auf diese Weise können wir die Grenze der Heliosphäre auf die gleiche Weise sehen, wie eine Fledermaus mit Sonar die Wände einer Höhle ‚sieht‘“, fügte er hinzu.
Der Grund dafür, dass es so lange dauert, bis das Signal zu IBEX zurückkehrt, sind die großen Entfernungen. Entfernungen im Sonnensystem werden in astronomischen Einheiten (AE) gemessen, wobei 1 AE die Entfernung von der Erde zur Sonne ist. Die Karte von Reisenfeld zeigt, dass der Mindestabstand von der Sonne zur Heliopause in der dem interstellaren Wind zugewandten Richtung etwa 120 AE beträgt und sich in der entgegengesetzten Richtung mindestens 350 AE erstreckt, was die Entfernungsgrenze der Sondierungstechnik darstellt. Als Referenz: die Umlaufbahn vonNeptunhat einen Durchmesser von etwa 60 AE.
Referenz: „Eine dreidimensionale Karte der Heliosphäre von IBEX“ von Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bzowski, Herbert O. Funsten, Jacob Heerikhuisen, Paul H. Janzen, Marzena A. Kubiak, David J. McComas, Nathan A. Schwadron, Justyna M. Sokół, Alex Zimorino und Eric J. Zirnstein, 10. Juni 2021,Das Astrophysikalische Journal.
DOI: 10.3847/1538-4365/abf658
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