Neutrale Partikel können die Form der Schutzblase des Sonnensystems beeinflussen

Wechselwirkungen mit neutralen Wasserstoffmolekülen, die aus dem interstellaren Medium kommen, können dafür verantwortlich sein, die Heliosphäre (die Blase, die das Sonnensystem umgibt und vor energiereichen Teilchen schützt) ähnlich der Form eines Croissants zu verlassen. Die Entdeckung wurde von einem Team unter der Leitung des Astrophysikers Merav Ophir von der Boston University gemacht, das sich bemühte, die kosmischen Kräfte zu verstehen, die für die Bestimmung der Form der Heliosphäre verantwortlich sind.

Das Verständnis dieser Struktur und ihrer Funktionsweise ist für Wissenschaftler wichtig, um auch unsere Region und sogar die Entstehung des Lebens auf der Erde zu verstehen. Da wir uns jedoch innerhalb der Heliosphäre befinden, ist es keine leichte Aufgabe, herauszufinden, wie sie aussieht – aber auch nicht unmöglich. Mit Daten der Missionen Voyager und New Horizons haben Wissenschaftler herausgefunden, dass es sein könnte Croissant-Form.

Was sich hinter dieser Struktur verbirgt, muss jedoch noch entdeckt werden. Dazu untersuchten die Autoren Heliosphären-Jets, bei denen es sich um binäre Emissionen der Sonnenpole handelt, deren Form sich aus der Wechselwirkung des solaren Magnetfelds mit dem interstellaren Feld ergibt. Dadurch werden sie nicht geradlinig abgestrahlt, sondern gebogen wie die Enden eines Hörnchens – diese Enden sind auch die „Schwänze“ des Sonnensystems.

Diese Emissionen ähneln anderen im Weltraum beobachteten astrophysikalischen Jets, und wie bei anderen Typen sind auch die Jets der Sonne instabil; So sieht auch die von der Sonne „gezogene“ Heliosphäre instabil aus. „Wir sehen dieses Jet-Modell als unregelmäßige Plumes, und Astrophysiker fragen sich seit Jahren, warum diese Formen Instabilität zeigen“, erklärte Ophir.

So arbeitete das Team mit Computermodellen, die sich auf neutrale Wasserstoffatome konzentrieren, also solche ohne Ladung. Ihre Auswirkungen auf die Heliosphäre sind noch nicht bekannt, aber als die Forscher diese Atome aus dem Modell entfernten, waren die Sonnenstrahlen stabil; Dann legen die Autoren es zurück und stellen fest, dass die Instabilität der Flugzeuge zurückkehrt.

Dies ist laut der Analyse des Teams auf die Wechselwirkung von neutralem Wasserstoff mit ionisierter Materie im äußeren Bereich der Sonnenatmosphäre zurückzuführen. Dadurch entsteht die sogenannte „Rayleigh-Taylor-Instabilität“, die an der Grenzfläche zwischen zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Dichte auftritt: Die leichtere drückt die beiden schwereren Flüssigkeiten und verursacht so eine Störung im Schweif der Heliosphäre.

Diese Erklärung kann Auswirkungen auf das Verständnis haben, wie galaktische kosmische Strahlung in das Sonnensystem eindringt, was auch dazu beiträgt, die Umgebung außerhalb des Schutzes des Erdmagnetfelds zu verstehen. „Dies ist eine riesige Entdeckung und bringt uns wirklich auf den Weg, herauszufinden, warum unser Heliosphärenmodell diese einzigartige Form des Croissants erreicht, während andere dies nicht tun.“

Der Artikel mit den Studienergebnissen wurde im The Astrophysical Journal veröffentlicht.

Quelle: Astrophysikalisches Journal; über: WissenschaftswarnungUnd Boston Universität