Direkt zum Inhalt

Sonnensystem: Die Sonne hat einen langen Schweif

Der Helioschweif der Sonne

Der "Interstellar Boundary Explorer" der US-Weltraumbehörde NASA, IBEX, lieferte erstmals eine Karte des Helioschweifs unserer Sonne. Er besteht aus elektrisch geladenen Partikeln und erstreckt sich weit in den interstellaren Weltraum. Zwar hatten Plasmaphysiker den Schweif schon seit Langem vorhergesagt, aber die mit IBEX beobachtete Struktur überraschte sie dennoch: Der Schweif gliedert sich in drei Bereiche, in denen sich das von der Sonne abströmende Gas mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten fortbewegt.

Der Aufbau des Helioschweifs (Grafik)
Der Aufbau des Helioschweifs | Von der Seite betrachtet, erinnert der Helioschweif unseres Tagesgestirns an einen Kometen (Teilbild a). Von den Polen der Sonne strömt ein schneller Wind aus geladenen Partikeln ab, er bildet die beiden in blau dargestellten Ströme. Der langsamere Wind aus dem Äquatorbereich der Sonne sorgt für die in grün verdeutlichten Bereiche des Schweifs. Teilbild b ist ein Querschnitt durch den Helioschweif. Die zugrundeliegende Karte von IBEX ist in Teilbild c zu sehen.

Der Helioschweif leuchtet nicht selbst, so dass die Astronomen um David McComas vom texanischen Southwest Research Institute in San Antonio zu einem besonderen Kniff greifen mussten, um ihn dingfest machen zu können. Sie beobachteten energiereiche, elektrisch neutrale Partikel, die von den Außenbereichen des Sonnensystems zu uns strömen. Sie entstehen am Rand des solaren Einflussbereichs, wobei elektrisch geladene Ionen des Sonnenwinds durch Zusammenstöße mit Partikeln des interstellaren Mediums neutralisiert werden. Diese Grenzzone wird auch als Heliopause bezeichnet. Als ungeladene Partikel unterliegen sie nicht mehr den Einflüssen der elektrischen und magnetischen Felder des Sonnenwinds. Sie behalten diejenige Bewegungsrichtung bei, die sie bei der Neutralisierung erhielten und bewegen sich dann auf geraden Wegen durch das Sonnensystem, wo sie sich auffangen lassen.

IBEX beobachtete nun über drei Jahre hinweg die Anzahlen und die Bewegungsrichtungen von vielen tausend solcher Partikel, woraus die Astronomen eine Karte des Außenbereichs des Sonnenwinds erstellen konnten. Es zeigte sich, dass die Sonne bei ihrer Bewegung durch das interstellare Medium einen langen Schweif aus geladenen Partikeln hinter sich herzieht. Der Raum zwischen den Sternen ist nicht völlig leer, sondern von einem dünnen Gas erfüllt. Dieses Gas stellt aber einen Widerstand gegenüber dem von unserem Tagesgestirn als Sonnenwind ausgestoßenen Partikelstrom dar. Er wird daraufhin, ähnlich wie das Magnetfeld unserer Erde im Sonnenwind, auseinandergezogen. Zudem wirkt noch das galaktische Magnetfeld auf ihn ein, und beeinflusst zusätzlich die Form des Schweifs.

Die Struktur des Helioschweifs (Grafik)
Die Struktur des Helioschweifs | Der Helioschweif unserer Sonne wird sowohl von der Bewegung unseres Tagesgestirns im interstellaren Medium als auch dem galaktischen Magnetfeld beeinflusst. In Bugrichtung (upwind) besitzt der Schweif einen rundlichen Kopf, während in Schweifrichtung (downwind) der Schweif einen elliptischen Querschnitt aufweist. Das durch Pfeile markierte galaktische Magnetfeld verkippt den Schweif etwas gegen die Erdbahnebene.

Überraschend war für die Astronomen um McComas, dass der Helioschweif eine besondere Struktur aufweist: In ihm gibt es Bereiche, in denen sich die Teilchenströme rascher bewegen als in anderen. Dies liegt daran, dass die Sonne ihre Partikel nicht homogen in den Weltraum abgibt. In der Nähe ihrer magnetischen Pole entweicht ein schnellerer Sonnenwind, während er in Äquatornähe langsamer abströmt. Die polaren Winde bilden im Schweif zwei diskrete Ströme, die durch eine dicke Schicht aus langsamerem Sonnenwind getrennt werden. Auf diese Struktur wirkt dann das galaktische Magnetfeld ein und sorgt dafür, dass die Lage der mittleren Schicht im weiteren Verlauf des Schweifs etwas gegenüber der Äquatorebene der Sonne gekippt wird. Wie weit sich der Helioschweif in den Weltraum erstreckt, ist unbekannt, er dürfte sich mit zunehmender Distanz immer weiter ausdünnen, bis er schließlich in das interstellare Medium übergeht.

Lesermeinung

Beitrag schreiben

Wir freuen uns über Ihre Beiträge zu unseren Artikeln und wünschen Ihnen viel Spaß beim Gedankenaustausch auf unseren Seiten! Bitte beachten Sie dabei unsere Kommentarrichtlinien.

Tragen Sie bitte nur Relevantes zum Thema des jeweiligen Artikels vor, und wahren Sie einen respektvollen Umgangston. Die Redaktion behält sich vor, Leserzuschriften nicht zu veröffentlichen und Ihre Kommentare redaktionell zu bearbeiten. Die Leserzuschriften können daher leider nicht immer sofort veröffentlicht werden. Bitte geben Sie einen Namen an und Ihren Zuschriften stets eine aussagekräftige Überschrift, damit bei Onlinediskussionen andere Teilnehmer sich leichter auf Ihre Beiträge beziehen können. Ausgewählte Lesermeinungen können ohne separate Rücksprache auch in unseren gedruckten und digitalen Magazinen veröffentlicht werden. Vielen Dank!

Partnervideos