"Ibex" Satellit porträtiert unseren kosmischen Kokon

Bisher wussten Wissenschaftler kaum etwas über die Grenzregion unseres Sonnensystems - nun hat der Nasa-Satellit "Ibex" die ersten vollständigen Himmelskarten erstellt. Darauf entdeckten die Forscher ein riesiges Band, das sie in Erstaunen versetzte.

Heliosphäre aus der Sicht von "Ibex": Schutzschild gegen die Widrigkeiten des Alls
Southwest Research Institute

Heliosphäre aus der Sicht von "Ibex": Schutzschild gegen die Widrigkeiten des Alls

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Ein weit entfernter Schutzschild hält die Widrigkeiten des Alls weitgehend von unserer kosmischen Heimat fern. Eine Art Blase, die sogenannte Heliosphäre, schließt unser Sonnensystem ein, gefährliche hochenergetische Partikel müssen draußen bleiben. Am Rand des Schutzraums kollidieren die Teilchen des stetig fließenden Sonnenwindes mit dem interstellaren Medium aus Gas und Staub, durch das sich unser Sonnensystem beständig bewegt.

Bisher wussten Forscher nur sehr wenig von der turbulenten Grenzregion. Lediglich zwei punktuelle Messungen der "Voyager"-Sonden gab es. Nun hat der Nasa-Satellit "Ibex" die ersten vollständigen Himmelskarten unseres kosmischen Kokons erstellt - und damit bei Forschern einiges Erstaunen hervorgerufen. "Erstmals haben wir ein vollständiges Abbild der äußeren Heliosphäre", sagt Horst Fichtner von der Ruhr-Universität Bochum im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE.

Der Forscher ist Co-Autor einer Veröffentlichung zu den "Ibex"-Daten, das auf der Web-Seite des Fachmagazin "Science" veröffentlicht wurde. Die darin präsentierten Himmelskarten zeigen deutlich, wie stark das Magnetfeld des interstellaren Mediums unseren Schutzschild formt: "Niemand hatte diesen starken Einfluss erwartet", sagt Fichtner.

"Ibex" misst seit seinem Start im vergangenen Herbst energiereiche Wasserstoffatome. Die entstehen in der Grenzeregion der Heliosphäre bei der Kollision von schnellen Protonen aus dem Sonnenwind mit langsamen Wasserstoffatomen des interstellaren Gases. Der Satellit mit seinen zwei hochsensiblen Kameras musste für seine Messungen nicht wie die "Voyager"-Sonden in die Grenzregion reisen. Stattdessen konnte er seinen Job aus einer Erdumlaufbahn erledigen, die zumindest zum Teil außerhalb der Magnetosphäre unseres Planeten liegt. Ein halbes Jahr dauerte es, bis das gerade einmal 41 Kilogramm schwere Fluggerät genügend Beobachtungen für eine Himmelskarte zusammenhatte.

Leuchtendes Band sorgt für Verblüffung

Unsere Sonne verliert durch den Strom geladener Teilchen, den sie permanent aussendet, eine Million Tonnen an Masse - und zwar pro Sekunde. Der Sonnenwind verlässt unser Zentralgestirn mit Überschallgeschwindigkeit, ist aber nicht überall gleich schnell. Am Äquator der Sonne startet er etwas gemächlicher auf seine Reise in die Weiten des Alls, an den Polen ist er hingegen flotter unterwegs. "Man hätte denken können, dass sich diese Struktur in den 'Ibex'-Karten wiederfindet", sagt Fichtner. Doch stattdessen machten die Wissenschaftler eine ganz andere Entdeckung: Ein Band starker Intensität zieht sich quer über den gesamten Himmel - und orientiert sich nicht an der internen Struktur des Sonnenwindes.

Das Band markiert einen Bereich, in dem am Rand der Heliosphäre besonders viele Wasserstoffatome beim Wechselspiel von Sonnenwind und den Teilchen unserer kosmischen Umgebung kollidieren. Die Forscher glauben, dass das Magnetfeld des interstellaren Mediums - von dem im Übrigen niemand sicher sagen kann, woher es kommt - dafür verantwortlich ist.

"Wir vermuten, dass die dynamische Rolle des Magnetfelds zu einer Verdichtung der Heliosphäre an ihren Rändern führt", sagt Fichtner. Das Magnetfeld zwinge sozusagen den von der Sonne ausgehenden Plasmastrom zum Bremsen. Dadurch würden sich Teilchen anstauen, was wiederum die Wahrscheinlichkeit einer Interaktion mit dem interstellaren Medium steigen lasse - und damit für die Bildung eines Wasserstoffatoms, wie es von "Ibex" beobachtet werden kann.

Neue Erkenntnisse einer ganz anderen Mission deuten ebenfalls darauf hin, dass das interstellare Magnetfeld unsere Heliosphäre stark beeinflusst. Forscher um Stamatios Krimigis von der Johns Hopkins University im US-Bundesstaat Maryland hatten Daten der "Cassini"-Sonde ausgewertet - und darauf das helle Band ganz am Rande unseres Sonnensystems ebenfalls entdeckt.

Die "Ibex"-Messungen deuten darauf hin, dass sich die Struktur der Heliosphäre mit der Zeit ändert. Schuld daran könnte unter anderem der Sonnenaktivitätszyklus sein. Um Fluktuationen unseres kosmischen Schutzschildes nachzuweisen, muss "Ibex" noch ein paar zusätzliche Bilder machen. Deswegen hoffen die Forscher darauf, dass der Satellit noch möglichst lange durchhält. Schließlich geht es darum, einen kosmischen Schutzraum weiter zu entschlüsseln, dem die Menschheit wahrscheinlich ihre Existenz verdankt.



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