Der Sonnenwind ist ein konstanter Strom geladener Teilchen, hauptsächlich Protonen und Elektronen, aber auch schwerere Ionen wie Kohlenstoff und Sauerstoff. Wenn diese Ionen auf neutrale Atome in der oberen Atmosphäre oder der Heliosphäre treffen, fangen sie ein Elektron ein, was zur Emission weicher Röntgenstrahlen führt. Diese Strahlen wurden vom eROSITA-Teleskop detektiert.
Trennung der Emission des weichen Röntgenhintergrunds (rechts) vom kosmischen Röntgenhimmel (links) für die westliche galaktische Hemisphäre.
Die in der weichen Röntgenaufnahme sichtbaren Streifenmuster resultieren aus Variationen der Vordergrundemission kombiniert mit der Abtastgeometrie von eROSITA.
Diese Emissionen wurden bislang als störende Interferenz für die Untersuchung entfernter Objekte angesehen. Die neue detaillierte Karte weicher Röntgenstrahlen zeigt eine nahe Lokalisierung dieser Interferenzen. Die zeitlichen Schwankungen dieser Strahlung veranlassten die Wissenschaftler, nach einer lokalen Quelle in unserem eigenen Sonnensystem zu suchen, die viel näher liegt als die fernen Emissionen galaktischer Strukturen, die konstant sind.
Das eROSITA-Teleskop, das am Lagrange-Punkt L2 in 1,5 Millionen Kilometern Entfernung von der Erde installiert ist, hat den Himmel zwischen 2019 und 2021 beobachtet. Vier vollständige Durchmusterungen ermöglichten die Sammlung der für diese Kartierung notwendigen Daten. Dank dieser stabilen Position konnte es die Emissionen aus unserem eigenen Sonnensystem von den entfernteren kosmischen Signalen isolieren.
Das Team unter der Leitung von Gabriele Ponti und Konrad Dennerl kam zu dem Schluss, dass die Fluktuationen in der diffusen Strahlung nicht von fernen galaktischen Strukturen stammen konnten. Sie waren mit dem Ladungsaustausch des Sonnenwinds verbunden. Durch die Trennung dieser lokalen Komponente konnten die Forscher ein unverfälschtes Bild der tiefen Emissionen rekonstruieren und wertvolle Informationen über den Sonnenwind selbst gewinnen.
Diese Forschung zeigt auch, dass die Intensität des Sonnenwinds dem Aktivitätszyklus der Sonne folgt. Sie nimmt während der Perioden des solaren Minimums ab und steigt während der Aktivitätsspitzen an. Laut Ponti wird das, was einst ein Hindernis war, nun zu einem wertvollen Werkzeug für die Heliophysik. Die Ergebnisse wurden am 16. April in der Zeitschrift Science veröffentlicht.