Reisende machen weiterhin Entdeckungen am Rande des Sonnensystems

Mehr als 40 Jahre nach seinem Start machen die legendären Raumschiffe der Voyager immer noch Entdeckungen.

In einer neuen Studie berichtet ein Team von Physikern über die erste Entdeckung von Ausbrüchen kosmischer Elektronen, die durch Stoßwellen infolge großer Sonneneruptionen beschleunigt werden. Die Erkennung durch Instrumente an Bord der Raumschiffe Voyager 1 und Voyager 2 erfolgte, als die Voyager ihre Reise in den interstellaren Raum fortsetzten. Damit waren sie die ersten Sonden, die diese einzigartige Physik im interstellaren Raum aufzeichneten.

Diese neu entdeckten Elektronenstöße sind wie ein fortschrittlicher Schutz, der entlang magnetischer Feldlinien im interstellaren Medium beschleunigt. Elektronen bewegen sich fast mit Lichtgeschwindigkeit, etwa 670-mal schneller als die Stoßwellen, die sie ursprünglich angetrieben haben.

Auf die Bursts folgten Schwingungen der Plasmawelle, die durch energiearme Elektronen verursacht wurden, die einige Tage später an den Voyager-Instrumenten ankamen, und schließlich in einigen Fällen die Schockwelle selbst innerhalb eines Monats danach.

Die Stoßwellen gingen von koronalen Massenauswürfen aus, einem Ausstoß von heißem Gas und Energie, die sich mit einer Geschwindigkeit von etwa eineinhalb Millionen Stundenkilometern von der Sonne nach außen bewegen. Selbst bei solchen Geschwindigkeiten benötigen Stoßwellen mehr als ein Jahr, um die Voyager 1 zu erreichen, die weiter von der Sonne entfernt ist (mehr als 21 Milliarden km) als jedes von Menschen hergestellte Objekt.

"Was wir sehen, ist ein spezifischer Mechanismus, durch den eine Stoßwelle, wenn sie zum ersten Mal die interstellaren Magnetfeldlinien berührt, die durch das Raumschiff verlaufen, einige der Elektronen der kosmischen Strahlung reflektiert und beschleunigt", sagen die Wissenschaftler.

„Wir haben mit Instrumenten für kosmische Strahlung festgestellt, dass es sich um Elektronen handelt, die durch interstellare Stöße von energetischen Sonnenereignissen auf der Sonne reflektiert und beschleunigt wurden. Dies ist ein neuer Mechanismus. "

Die Entdeckung könnte den Physikern helfen, die Dynamik hinter Stoßwellen und kosmischer Strahlung, die von variablen Sternen ausgehen (die sich aufgrund starker Oberflächenaktivität kurzzeitig in der Helligkeit ändern können), besser zu verstehen. Es wäre wichtig, die Physik solcher Phänomene zu berücksichtigen, wenn Astronauten auf lange Mond- oder Mars-Expeditionen geschickt werden.

Physiker glauben, dass diese Elektronen im interstellaren Medium vom verstärkten Magnetfeld am Rand der Stoßwelle reflektiert und dann durch die Bewegung der Stoßwelle beschleunigt werden. Die reflektierten Elektronen drehen sich dann entlang der Kraftlinien des interstellaren Magnetfelds und nehmen mit zunehmendem Abstand zwischen ihnen und der Stoßwelle an Geschwindigkeit zu.

Im Jahr 2014 haben Physiker theoretisch beschrieben, wie sich von Stoßwellen reflektierte Ionen entlang der Kraftlinien des interstellaren Magnetfelds beschleunigen können. Die aktuelle Studie untersucht die vom Voyager-Raumschiff detektierten Elektronenstöße, von denen angenommen wird, dass sie durch einen ähnlichen Prozess beschleunigt werden.

Die Ergebnisse wurden im Astronomical Journal veröffentlicht.