De interplanetaire ruimte Door J. De Keyser De temperatuur in de

De interplanetaire ruimte
Door J. De Keyser
De temperatuur in de buitenste gebieden van de zonne-atmosfeer (de corona) is
erg hoog, zodat sommige van deze deeltjes zo snel bewegen dat ze aan de greep
van de zwaartekracht van de Zon kunnen ontsnappen. Deze weglekkende deeltjes
vormen de zonnewind, een voortdurende stroom plasma die wegvloeit van de Zon.
De samenstelling van dit plasma weerspiegelt die van de corona : het gaat
hoofdzakelijk om protonen (waterstof-kernen), een tiental procent alfa-deeltjes
(helium-kernen), en sporen van zwaardere ionen (isotopen van koolstof, stikstof,
zuurstof, silicium, ijzer, magnesium, ...). De hoge temperatuur in de corona is
verantwoordelijk voor de volledige ionisatie van waterstof en helium, en de hoge
ionisatiegraad van zwaardere atomen als zuurstof en ijzer. De aanwezige
elektronen garanderen dat het geheel elektrisch neutraal blijft.
De zonnewind is een erg ijl plasma: op de afstand van de Aarde vindt men
gemiddeld slechts 10 protonen per kubieke centimeter. De deeltjes in de
zonnewind botsen daarom eerder zelden; elektronen en ionen kunnen elkaar
praktisch niet neutraliseren. Dat betekent dat er een rechtstreeks verband is
tussen de beweging van de geladen deeltjes en de elektrische stromen die in de
interplanetaire ruimte stromen. Deze elektrische stromen staan dan weer in
verband met het magneetveld in de zonnewind. Het magneetveld verklapt dus heel
wat over de samenstelling en de stroming van de zonnewind !
Het magnetische veld van de Zon vult de interplanetaire ruimte. Binnen deze
ruimte zijn alleen de magnetosferen van een aantal planeten (en ionisatiegebieden
rond actieve komeetkernen) sterk genoeg om de zonnewind buiten te houden. De
heliosfeer is die ruimte waarin de totale druk van het zonnewind-plasma sterker is
dan die van het omgevende interstellaire medium, en is dus het resultaat van een
samenspel tussen de corona, als bron van de zonnewind, en het interstellair
milieu, waarin de zonnewind uiteindelijk opgaat.
De grens tussen heliosfeer en interstellair plasma bestaat uit de eindschok, de
heliopauze, en de boeggolf, zoals geschetst in de figuur.
Om dit te begrijpen moeten we er rekening mee houden dat de Zon en de
heliosfeer bewegen ten opzichte van het interstellaire plasma met een snelheid die
geschat wordt op 23 kilometer per seconde. De helioschok wordt gevormd daar
waar het interstellaire plasma het obstakel ``heliosfeer'' gewaarwordt : het wordt er
gedwongen om een omtrekkende beweging uit te voeren.
De eindschok bevindt zich waar de straalsgewijs uitstromende zonnewind
gedwongen wordt van richting te veranderen. De heliopauze is de feitelijke grens
tussen het interstellaire plasma en het zonnewind-plasma. De zonnewind ontsnapt
uiteindelijk in de stroomafwaartse richting, en vormt zo een langgerekte heliostaart
die zich geleidelijk vermengt met het interstellaire gas. De afstand van de
heliopauze wordt geschat op 100 AE. De Pioneer en de Voyager satellieten zijn op
dit ogenblik de verst verwijderde voorwerpen door mensenhanden gemaakt; zij
bevinden zich nog steeds binnen de heliosfeer. Er is een kans dat sommige van
deze sondes de eindschok, en daarna de heliopauze, zullen passeren binnen
enkele jaren.