Bandenspiel im Sonnensystem

Die Sonne sendet laufend einen Strom elektrisch geladener Partikel aus. Amerikanischen Forschern ist nun erstmals der Nachweis gelungen, dass ein Teil dieses Sonnenwindes am Mond abprallt und dabei elektrisch neutralisiert wird.

Grafik: Southwest Research Institute

Etwa jedes zehnte Ion, das mit dem Sonnenwind auf die Mondoberfläche trifft, wird auf diese Weise gestreut, schätzen die Forscher um David McComas vom Southwest Research Institute im texanischen San Antonio. Als Folge verströmt der Mond alljährlich etwa 150 Tonnen Wasserstoffatome. Diese tragen keine elektrische Nettoladung und können daher weitgehend ungehindert durch das Sonnensystem rasen.

Seit Jahrzehnten wurde über einen solchen Abprallprozess spekuliert. Der definitive Nachweis gelang McComas und Kollegen mit dem Interstellar Boundary Explorer, kurz IPEX. Erst kürzlich auf eine weite elliptische Umlaufbahn um die Erde gebracht, soll die Sonde elektrisch neutrale Teilchen von der Grenze zwischen dem Herrschaftsgebiet der Sonne und dem interstellarem Raum registrieren.

Während der Inbetriebnahme eines der beiden IBEX-Detektoren gelangen jedoch Beobachtungen von Teilchen mit Geschwindigkeiten von mehreren Hunderttausend Kilometern pro Stunde, die aus einer sehr viel näher gelegenen Quelle stammen. “Kurz nachdem wir IBEX-Hi eingeschaltet hatten, zog der Mond zufällig durch dessen Sichtfeld – und da waren sie”, so McComas. “Das Instrument erwachte mit einem klaren Signal neutraler Atome aus seinem Schlummer.”

Ein solches Bandenspiel könnte an vielen weiteren Objekten im Sonnensystem stattfinden. Im Falle der Erde und anderer Planeten fungiert allerdings deren starkes Magnetfeld als eine Art Schutzschild, in dem sich die elektrisch geladenen Teilchen des Sonnenwindes verfangen. Wandern sie entlang der Feldlinien zu den magnetischen Polen, können sie dort in die oberen Atmosphärenschichten eintauchen und ihre Energie an die Atome und Moleküle der dünnen Luft abgeben. Das Resultat sind spektakuläre Polarlichter.

Forschung: David J. McComas und Frederic Allegrini, Southwest Research Institute, San Antonio, Texas; Nathan A. Schwadron, Department of Astronomy, Boston University, Boston, Massachusetts; und andere

Veröffentlichung Geophysical Research Letters, Vol. 36, L12104, DOI 10.1029/2009GL038794

WWW:
IBEX, Southwest Research Institute
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