Was ist die Heliosphäre?
Die Heliosphäre ist eine große Blase im Weltraum, die vom Sonnenwind der Sonne erzeugt wird. Am Rande der Heliosphäre stößt der Sonnenwind mit Gasen aus dem interstellaren Medium zusammen und ist nicht mehr das vorherrschende Weltraumwetter. Die Heliosphäre ist riesig - ihre engste Grenze ist ungefähr 100 AE (astronomische Einheiten oder Erde-Sonne-Entfernungen) entfernt, während ihre äußerste Grenze 200-300 AE entfernt ist. Die Heliosphäre ist aufgrund der schnellen Bewegung der Sonne durch das interstellare Medium, das das galaktische Zentrum umkreist, elliptisch geformt wie der Schwanz eines Kometen.
Wie bereits erwähnt, ist die Ursache der Heliosphäre der Sonnenwind. Der Sonnenwind ist ein kontinuierlicher Strom geladener Teilchen, meist freie Elektronen und Protonen, die mit einer Geschwindigkeit von 400 bis 700 km / s von der Sonne aus strömen. Dies entspricht 6,7 Milliarden Tonnen pro Stunde oder einer Masse, die alle 150 Millionen Jahre der Erde entspricht. Das klingt nach viel, ist aber aufgrund der Weite des Raumes sehr diffus.
Neben dem Sonnenwind wird die Heliosphäre auch durch das Magnetfeld der Sonne aufrechterhalten, das sich mindestens 100 AE nach außen erstreckt und aufgrund der Sonnenrotation alle 27 Tage eine ähnliche Form wie das Kleid einer sich drehenden Ballerina aufweist. Diese Struktur, das Heliosphärenstromblatt, erzeugt eine Welligkeit in der gesamten Heliosphäre und ist zusammen mit der Heliosphäre selbst die größte Struktur im Sonnensystem.
Neben der Heliosphärenströmung hat die Heliosphäre eine andere Struktur. Zum Beispiel gibt es den Terminierungsschock, eine Grenze zwischen 70 und 90 AE von der Sonne entfernt, an der der Sonnenwind von Überschall zu Unterschall wechselt. Diese Grenze wurde 2007 von der Raumsonde Voyager II überschritten. Die Sonde hat sie tatsächlich fünfmal passiert, da die Grenze aufgrund entsprechender Schwankungen der Sonnenleistung, einschließlich Sonneneruptionen, schwankt. Im Weltall ist die Schallgeschwindigkeit weitaus höher als auf der Erde (ca. 100 km / s), sodass sich der Sonnenwind in dieser Entfernung immer noch schnell bewegt, nur nicht schnell genug, um die Schallgeschwindigkeit zu überschreiten.
Weiter entfernt als der Abbruchschock ist die Heliopause, in der die geladenen Teilchen des Sonnenwinds mit den Teilchen des interstellaren Mediums kollidieren, und der Bugschock, in der der Sonnenwind überhaupt keine Wirkung mehr auf das interstellare Medium hat. Beides wurde von unseren Raumsonden noch nicht erreicht, wird aber bis 2020 sein. Darüber hinaus liefert der 2008 gestartete Interstellar Boundary Explorer wertvolle Informationen über die interstellare Grenze.