IBEX: Eine Karte vom Rand des Sonnensystems

Credit: NASA/VAFB

Heute startete die NASA auf eine eher ungewöhnliche Art und Weise ihren Forschungssatelliten IBEX. Wie auf dem Bild oben zu sehen, wurde der Satellit in einem Pegasus XL genannten Startvehikel untergebracht, das mit einem Flugzeug vom Kwajalein Atoll aus in die Luft gebracht wurde. Dieses Atoll gehört zu den Marshall Inseln und ist durch seine Lage nahe am Äquator für Raketenstarts besonders geeignet.
Die dreistufige, horizontal vom Flugzeug aus startende Rakete Pegasus XL brachte zusammen mit dem eigenen Antrieb von IBEX diesen Satelliten auf eine Höhe von über 300.000 Kilometern. Dort soll IBEX alle sechs Monate lang den Rand unseres Sonnensystems kartographieren. Das Akronym IBEX steht für Interstellar Boundary Explorer. Es handelt sich um einen eher kleinen Satelliten, von der Größe eines LKW-Reifens. An den schmalen Seiten ist er mit zwei gegenüberliegenden Detektoren ausgestattet. Diese messen die Energie und Masse von einfallenden hochenergetischen neutralen Atomen (ENAs).
Dabei ist einer der Detektoren für Teilchen mit einer kinetischen Energie von 10eV-2 keV, der andere für 300 eV bis 6 keV ausgelegt. Da IBEX rotiert überstreichen die beiden Detektoren innerhalb von sechs Monaten den gesamten Himmel. So lässt sich eine Karte generieren, die zeigt, wie sich die Energie der Atome räumlich verteilt. Die Atome selbst entstammen einem Bereich jenseits der Plutobahn. Ihre Flugzeit bis ins Innere des Sonnensystems beträgt zwischen einen Monat und bis zu elf Jahre.

Wo aber ist der Rand des Sonnensystems?

Wo endet die Herrschaft unserer Sonne und beginnt der interstellare Raum? Ist die Gravitation nicht eine Fernwirkung mit unendlicher Reichweite und strahlt nicht auch das Sonnenlicht unendlich in den Raum hinaus, wenn auch immer weiter verdünnt? Was also markiert die Grenze?

Von unserer Sonne geht ein beständiger Teilchenstrom aus, der sogenannte Sonnenwind. Dieser Sonnenwind besteht im wesentlichen aus Protonen und Elektronen und erzeugt eine Blase im interstellaren Medium, die Heliosphäre. Als Grenze unseres Sonnensystems kann man nun den Rand dieser Heliosphäre bezeichenen, der Ort also, in dem der Sonnenwind auf die interstellaren Materie trifft.

Credit: NASA GSFC

Die Skizze oben verdeutlich, dass diese Heliosphäre strukturiert ist. Der Heliopause genannte, circa 100 Astronomische Einheiten entfernte Rand der Heliosphäre ist vermutlich stark asysmmetrisch geformt, ähnlich der Magnetosphäre eines Planeten. Entlang der Bewegungsrichtung der Sonne im interstellaren Medium wird die Heliopause verformt und eine Stoßfront ausgebildet ("Bow Shock" in der Skizze oben). In diesem Bereich wird das interstellare Medium beim Auftreffen auf den Sonnenwind stark abgebremst und muss sich seinen Weg um die Heliopause suchen. Eine weitere Stoßfront findet sich innerhalb der Heliopause: In einem kugelsysmmetrischen Bereich wird hier der Sonnenwind auf Unterschallgeschwindigkeit abgebremst ("Termination Shock" in der Skizze). Wie die Heliospäre nun wirklich strukturiert ist, soll das Energiespektrum der Atome verraten, die aus diesen Regionen stammen und nun sechs Monate lang von IBEX eingefangen werden.

Zum Zeitpunkt dieses Beitrags ist die Sonde bereits erfolgreich gestartet. Wollen wir hoffen, dass sie dabei intakt geblieben ist und ihre endgültige Umlaufbahn erreicht.

Übrigens: Um den störenden Einfluss des Erdmagnetfelds zu entgehen, muss IBEX eine enorm hohe Umlaufbahn erreichen, nämlich in etwa 5/6 des Weges zum Mond. IBEX startet also per Flugzeug von einem Pazifik-Atoll aus zu einer Reise bis fast zum Mond.

(Quelle: NASA/ibex)