Der magnetische Schild der Sonne kann eine Blase sein, nicht kometenförmig

Sonne

Die Heliosphäre der Sonne, die eine Blase mit magnetischem Einfluss ist, die sich weit über Neptun und Pluto hinaus erstreckt, könnte eher abgerundet sein als sich wie ein Kometenschweif ausdehnen, legen neue Forschungsergebnisse nahe. Hier wird die neue Ansicht der Heliosphäre, unterstützt durch neue Beobachtungen, neben der älteren Ansicht der Heliosphäre modelliert, die sich hinter das Sonnensystem erstreckt, während die Sonne durch den interstellaren Raum wandert. (Bildnachweis: Dialynas, et al. (links); NASA (rechts))



Die magnetische „Einflusssphäre“ der Sonne, die unser Sonnensystem umgibt, hat die Form einer Blase und nicht einen langen, kometenartigen Schweif, wie viele Wissenschaftler zuvor dachten, legen neue Beobachtungen nahe.



Die Sonne setzt ständig energetisierte Teilchen frei, den Sonnenwind, die durch das Sonnensystem bis weit über die Umlaufbahn von Neptun hinaus strömen. Das ausgedehnte Magnetfeld des Sonnenwinds und der Sonne, zusammen Heliosphäre genannt, wirkt wie eine schützende Blase um das Sonnensystem und schützt es vor kosmischer Strahlung. Die Heliosphäre erstreckt sich über 37 Milliarden Kilometer, und die Sonne trägt die gesamte Anordnung mit sich, während sie sich durch den interstellaren Raum bewegt, sagten NASA-Beamte in einer Erklärung.

Obwohl frühere Arbeiten darauf hindeuteten, dass sich ein kometenartiger Schweif hinter dem Sonnensystem ausstreckte, während es sich durch den interstellaren Raum bewegte, zeigt die neue Arbeit, dass die Heliosphäre stattdessen an beiden Enden abgerundet und durch das interstellare Magnetfeld wieder in Form gebracht werden könnte. Die Studie umfasst einen gesamten 11-jährigen Sonnenaktivitätszyklus, bei dem die Anzahl der Sonnenflecken und Sonnenstürme auf der Sonne zu- und abnimmt, was wirkt sich auf die festigkeit aus seines Sonnenwindes. [ Wie das Magnetfeld der Sonne funktioniert (Infografik) ]



„Anstelle eines verlängerten, kometenartigen Schweifs ist diese raue Blasenform der Heliosphäre auf das starke interstellare Magnetfeld zurückzuführen – viel stärker als in der Vergangenheit erwartet – kombiniert mit der Tatsache, dass das Verhältnis zwischen Partikeldruck und magnetischem Druck im Inneren“ die [äußere Region der Heliosphäre, die Helioscheide genannt wird, ist hoch“, Kostas Dialynas, ein Weltraumwissenschaftler an der Akademie von Athen in Griechenland und Hauptautor der Studie, sagte in der Aussage .

Die neue Arbeit kombiniert Daten der Cassini-Mission der NASA, die derzeit den Saturn umkreist, mit Beobachtungen des Interstellar Boundary Explorer (IBEX) der Agentur, der Teilchen erkennt, die vom Rand der Heliosphäre von einem exzentrische Umlaufbahn über der Erde. Die Forscher flossen auch Daten der Raumsonde Voyager 1 ein – dem ersten und einzigen von Menschenhand geschaffenen Objekt, das in den interstellaren Raum reist – und Voyager 2, die auf dem Weg ist, das zweite zu werden. Beide Raumschiffe haben sich bereits in die Helioscheide gewagt, die Region nahe dem äußeren Rand der Heliosphäre, in der der Sonnenwind verlangsamt und geschleudert wird, wenn er in das interstellare Medium eindringt.

Die Forscher fanden heraus, dass ein bestimmtes Instrument auf Cassini, das in der Magnetosphäre des Saturn gefangene Ionen abbilden sollte, auch neutrale Teilchen auffangen konnte, die von den entfernten Grenzen der Heliosphäre zurückprallten. Wenn Ionen (geladene Teilchen) den Rand der Heliosphäre erreichen, können sie Ladung mit den neutralen Gasatomen außen austauschen, und sie fliegen manchmal als schnelle neutrale Atome nach innen zurück, schrieben die Forscher – ein Mechanismus, den IBEX zuvor zur Erforschung der Heliosphäre verwendet hat. sowie.



Astronomen haben viele andere Sternensysteme mit langen Schweifen hinter sich beobachtet, wie Kometen, was es wahrscheinlicher machte, dass unser Sonnensystem eine ähnliche Struktur aufweisen würde. Aber neue Forschungen legen nahe, dass dies bei der Sonne nicht der Fall ist. Von links oben, gegen den Uhrzeigersinn, sind diese Sternsysteme LL Orionis, BZ Cam und Mira.

Astronomen haben viele andere Sternensysteme mit langen Schweifen hinter sich beobachtet, wie Kometen, was es wahrscheinlicher machte, dass unser Sonnensystem eine ähnliche Struktur aufweisen würde. Aber neue Forschungen legen nahe, dass dies bei der Sonne nicht der Fall ist. Von links oben, gegen den Uhrzeigersinn, sind diese Sternsysteme LL Orionis, BZ Cam und Mira.(Bildnachweis: NASA/HST/R.Casalegno/GALEX)

Da die Ionen sehr weit reisen müssen, um den Rand des Sonnensystems zu erreichen, dauert es Jahre, bis sie zurückprallen und zurückkehren. Daher werden Änderungen des Sonnenwinds über den 11-Jahres-Zyklus der Sonne mit langer Verzögerung reflektiert. Die Forscher verglichen die zurückkommenden Signale und fanden heraus, dass von beiden Seiten reflektierte Partikel nur zwei oder drei Jahre zu brauchen schienen, um zurückzukehren, und dass beide Seiten dem Teil des Sonnenzyklus entsprachen, den sie reflektierten. Dieser Befund deutet darauf hin, dass Schwanz und Nase der Heliosphäre ungefähr gleich weit voneinander entfernt sind.



'Wenn sich der Schweif der Heliosphäre wie ein Komet ausdehnt, würden wir erwarten, dass sich die Muster des Sonnenzyklus in den gemessenen neutralen Atomen viel später zeigen würden', sagt Tom Krimigis, ein Forscher an der Johns Hopkins University, der an der Voyager der NASA arbeitet, und Cassini-Missionen und Co-Autor des neuen Werkes, heißt es in der Erklärung. Aber kein so langer Kometenschweif wurde gefunden.

Die abgerundete Form ist überraschend, weil Forscher andere Sterne mit kometenähnlichen Schwänzen hinter sich gesehen haben, sagten die Forscher in der Erklärung. Aber in diesem Fall ist das interstellare Magnetfeld vielleicht stark genug, um die Sonnenblase wieder in Form zu bringen, schlugen die Forscher vor.

'Diese Daten, die Voyager 1 und 2, Cassini und IBEX der wissenschaftlichen Gemeinschaft zur Verfügung stellen, sind ein Glücksfall für die Untersuchung der Weiten des Sonnenwinds', sagte Arik Posner, ein Voyager- und IBEX-Programmwissenschaftler am NASA-Hauptquartier in Washington, DC, in die Aussage. (Posner war nicht an der Studie beteiligt.) 'Während wir weiterhin Daten von den Rändern der Heliosphäre sammeln, werden uns diese Daten helfen, die interstellare Grenze besser zu verstehen, die dazu beiträgt, die Erdumgebung vor schädlicher kosmischer Strahlung zu schützen', sagte Posner.

Das neue Werk war Ausführlich gestern (24. April) in der Zeitschrift Nature.

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