Das Interplanetare Medium
Der Raum zwischen den Planeten ist mitnichten leer. Er enthält: elektromagnetische Strahlung (Photonen); heißes Plasma (Elektronen, Protonen und andere Ionen geladene Partikel), auch Sonnenwind genannt; Kosmische Strahlung; mikroskopisch kleine Staubteilchen; und magnetische Felder (hauptsächlich das der Sonne).
Im Gegensatz zur offensichtlichen Strahlung der Sonne waren die anderen Bestandteile des interplanetaren Mediums bis vor kurzem unbekannt.
Die Temperatur des interplanetaren Nebels beträgt etwa 100.000 K. Seine Dichte beträgt in Erdnähe etwa 5 Partikel pro Kubikzentimeter und nimmt umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung zur Sonne ab. Die Dichteverteilung jedoch ist höchst unregelmäßig und kann sogar 100 Partikel pro Kubikzentimeter betragen.
Obwohl der Sonnenwind nur sehr dünn ist, hat er doch meßbare Effekte auf die Flugbahnen von Raumfahrzeugen.
Abseits der meisten Planeten ist der interplanetare Raum mit dem Magnetfeld der Sonne erfüllt. Das Magnetfeld interagiert mit dem Sonnenwind in komplexer Weise. Innerhalb weniger Sonnenradien um die Sonne bestimmt das magnetische Feld den Fluß des Sonnenwinds; vieles von ihm wird in Magnetschleifen gefangen. Aber manche Bereiche des Magnetfelds geben den Weg frei und lassen den Sonnenwind entweichen. Weiter draußen herrscht das Plasma vor und das Magnetfeld wird vom Partikelstrom getragen.
Manche Planeten (wie etwa Erde, Jupiter) besitzen ein eigenes Magnetfeld. Diese bilden kleinere Magnetosphären aus, die in ihrem Einzugsgebiet das Feld der Sonne in den Hintergrund treten lassen. Jupiters Magnetosphäre ist sehr groß und erstreckt sich mehrere Millionen Kilometer in alle Richtungen, mithin bis zur Bahn des Saturn auf der sonnenabgewandten Seite. Das irdische Magnetfeld ist viel kleiner und erstreckt sich nur über ein paar tausend Kilometer, beschützt uns jedoch vor ansonsten extrem gefährlichen Auswirkungen des Sonnenwinds.
Körper, die über kein eigenes Magnetfeld verfügen wie etwa der Mond, sind dem Sonnenwind schutzlos ausgeliefert.
Auf dem Weg in den Raum bildet der Sonnenwind eine magnetisierte Blase heißen Plasmas um die Sonne, die Heliosphäre genannt wird. Schließlich trifft der sich ausbreitende Sonnenwind auf die geladenen Teilchen und Magnetfelder des interstellaren Gases. Die Grenzlinie zwischen Sonnenwind und interstellaren Gases wird Heliopause genannt. Die genaue Form und Position der Heliopause ist nicht bekannt, dürfte aber eine ähnliche Form wie das Magnetfeld der Erde aufweisen und in etwa 110 -160 AE zur Sonne zu finden sein. Die Voyager- und Pioneer-Raumsonden werden die Heliopause etwa im nächsten Jahrzehnt erreichen.
Die Ulysses-Raumsonde führt ausgedehnte Untersuchungen der Sonne und des Sonnenwinds durch.
Die energiereichsten Teilchen des interplanetaren Mediums werden kosmische Strahlung genannt. Manche sind solaren Ursprungs; die energiereichsten jedoch stammen aus unbekannten und extrem energiereichen Prozessen außerhalb unseres Sonnensystems.
Die Wechselwirkung des Sonnenwinds mit dem
Magnetfeld und obersten Luftschichten der Erde bildet Polarlichter
(Auroren). Andere Planeten mit nennenswerten Magnetfeldern (etwa
Jupiter) weisen ähnliche Effekte auf.
Das Zodiakallicht
und der Gegenschein werden durch
interplanetaren Staub ausgelöst.
In der Physik des erdnahen Weltraums bekam man die ersten Hinweise auf den Einfluss der Sonnenatmosphäre durch die Beobachtung von Kometen. Aufnahmen aus den 1940er und 1950er Jahren, die mit einem Stativ und Langzeitbelichtung aufgezeichnet wurden, deuteten an, dass sich die unterschiedlichen Ausbildungen am Schweif der Kometen offenbar aus Sonnenanziehungskräften und Strahlungsdruck ergaben. Heute messen Raumsonden beispielsweise die Geschwindigkeit des Sonnenwindes. Sie haben GPS-Empfänger an Bord und liefern außerdem unter anderem Messungen der Wasserpegel der Ozeane, was für Klimawandelforscher von Bedeutung ist - auch wenn sich die Uhren in dieser Hinsicht nicht mehr zurückdrehen lassen. Von besonderer Bedeutung für den Klimawandel sind unter anderem die Eisschilde Grönlands und der Regenwald am Amazonas. Auch das Tauen des arktischen Meereises ließe den Wasserspiegel dramatisch ansteigen.
Maßnahmen in Sachen Klimaschutz, um die übermäßige Erwärmung der Erde aufzuhalten, werden im 21. Jahrhundert oberste Priorität haben.
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