Obwohl sich die Cassini-Mission intensiv auf die wissenschaftliche Erforschung des Saturn und seiner Monde konzentriert hat, haben die vom Raumschiff aufgenommenen Daten die Art und Weise, wie Astronomen über die Form unseres Sonnensystems denken, erheblich verändert. Während sich die Sonne und die Planeten durch den Weltraum bewegen, wurde angenommen, dass die Blase, in der sie sich befinden, einem Kometen mit einem langen Schwanz und einer stumpfen Nase ähnelt. Aktuelle Daten von Cassini in Kombination mit denen anderer Instrumente zeigen, dass das lokale intertstellare Magnetfeld die Heliosphäre unterschiedlich formt.
Das Sonnensystem befindet sich in einer Blase im interstellaren Medium - der sogenannten „Heliosphäre“ - die vom Sonnenwind erzeugt wird. Die Form, die der Sonnenwind aus dem interstellaren Staub geschnitzt hat, ähnelt seit 50 Jahren einem Kometen mit einem langen Schwanz und einer stumpfen Nasenform, die durch die Bewegung des Sonnensystems durch den Staub verursacht wird.
Daten, die von Cassinis Magnetospheric Imaging Instrument (MIMI) und dem Interstellar Boundary Explorer (IBEX) aufgenommen wurden, zeigen, dass die Kräfte, die die Form verursachen, mehr als bisher angenommen sind und dass die Form der Heliosphäre eher einer Blase ähnelt.
Bisher wurde angenommen, dass die Form der Heliosphäre ausschließlich durch die Wechselwirkung der Sonnenwindpartikel mit dem interstellaren Medium herausgearbeitet wurde, wodurch der resultierende „Widerstand“ einen wispigen Schwanz erzeugt. Die neuen Daten legen jedoch nahe, dass das interstellare Magnetfeld abrutscht um Die Heliosphäre und die äußere Hülle, die als Heliosheath bezeichnet werden, lassen die Kugelform der Heliosphäre intakt. Unten sehen Sie ein Bild, das zeigt, wie die Heliosphäre vor den neuen Daten aussehen sollte.
Die neuen Daten liefern auch einen viel klareren Hinweis darauf, wie dick die Heliosheath zwischen 40 und 50 astronomischen Einheiten ist. Dies bedeutet, dass die Voyager-Raumsonde der NASA, Voyager 1 und Voyager 2, die beide jetzt durch die Heliosheath fliegen, vor dem Jahr 2020 in den interstellaren Raum gelangen werden. Frühere Schätzungen hatten dieses Datum bereits auf 2030 zurückgeführt.
MIMI wurde ursprünglich entwickelt, um Messungen der Saturn-Magnetosphäre und der Umgebung energetisch geladener Teilchen durchzuführen. Da Cassini jedoch weit von der Sonne entfernt ist, versetzt es das Raumschiff auch in eine einzigartige Position, um die energetisch neutralen Atome zu messen, die von den Grenzen der Heliosphäre kommen. Energetische neutrale Atome bilden sich, wenn kaltes, neutrales Gas mit elektrisch geladenen Partikeln in einer Plasmawolke in Kontakt kommt. Die positiv geladenen Ionen im Plasma können ihre eigenen Elektronen nicht zurückgewinnen und stehlen daher die der kalten Gasatome. Die resultierenden Teilchen werden dann neutral geladen und können der Anziehungskraft von Magnetfeldern entkommen und sich in den Weltraum bewegen.
Energetische neutrale Atome bilden sich in den Magnetfeldern um Planeten, werden aber auch durch die Wechselwirkung zwischen dem Sonnenwind und dem interstellaren Medium emittiert. Tom Krimigis, Hauptforscher des Magnetospheric Imaging Instruments (MIMI) am Labor für Angewandte Physik der Johns Hopkins University in Laurel, Md, und sein Team waren sich nicht sicher, ob die Instrumente auf Cassini ursprünglich in der Lage wären, Quellen energetisch neutraler Atome aus der Ferne zu erkennen Als Heliosphäre heraus, aber nach ihrer vierjährigen Untersuchung des Saturn untersuchten sie die Daten des Instruments, um festzustellen, ob Partikel von Quellen außerhalb des Gasplaneten eingedrungen waren. Zu ihrer Überraschung gab es genügend Daten, um eine Karte der Intensität der Atome zu erstellen, und sie entdeckten einen Gürtel heißer Hochdruckpartikel, in dem der interstellare Wind durch unsere Heliosheath-Blase fließt.
Die Daten von Cassini ergänzen die Daten von IBEX und den beiden Raumfahrzeugen Voyager. Die kombinierten Informationen von IBEX, Cassini und den Voyager-Missionen ermöglichten es Wissenschaftlern, das Bild unserer kleinen Ecke des Weltraums zu vervollständigen. Eine kurze Animation der Heliosphäre, wie sie von Cassini abgebildet wurde, finden Sie hier. Die Ergebnisse der kombinierten Bildgebung wurden am 13. November 2009 in Science veröffentlicht.
Quelle: JPL
