Pirmą kartą buvo užfiksuotos heliosferos ribos – tai leis mokslininkams geriau suprasti, kaip sąveikauja saulės ir tarpžvaigždiniai vėjai.
„Įvairūs fizikos modeliai heliosferos ribas mėgino aprašyti teoriškai jau daugelį metų“, – teigia Danas Reisenfeldas (Dan Reisenfeld), Los Alamoso nacionalinės laboratorijos mokslininkas ir vienas iš šio tyrimo dalyvių. „Bet tai yra pirmas kartas, kai mes iš tikrųjų sugebėjome jas išmatuoti ir sukurti trimatį žemėlapį“.
Heliosfera yra Saulės vėjo sukurtas burbulas, daugiausia protonų, elektronų ir alfa dalelių srautas, kuris tęsiasi nuo Saulės į tarpžvaigždinę erdvę ir apsaugo Žemę nuo kenksmingos tarpžvaigždinės spinduliuotės.
Reisenfeldas ir kitų mokslininkų komanda panaudojo NASA palydovo IBEX (Interstellar Boundary Explorer), skriejančio aplink Žemę, duomenis. Palydovo detektoriai gali aptikti daleles, kurios jį pasiekia iš ribinės zonos tarp Saulės sistemos ir tarpžvaigždinės erdvės. Tyrėjai sugebėjo nustatyti šios zonos kraštą – regioną, vadinamą heliopauze. Čia Saulės vėjas, skriejantis tarpžvaigždinės erdvės link, susiduria su tarpžvaigždiniu vėju, kurio kryptis yra į Saulės pusę.
Norėdami atlikti šį matavimą, mokslininkai naudojo metodiką, panašią į šikšnosparnių naudojamą sonarą. „Kaip šikšnosparniai siunčia ultragarso impulsus kiekviena kryptimi ir atsispindėjusį signalą naudoja, sukurdami savo aplinkos žemėlapį, taip mes panaudojome Saulės vėją, kad sukurtume heliosferos žemėlapį“, – sakė Reisenfeldas. .
Mokslininkai tai padarė registruodami didelės energijos neutralius atomus, atsirandančius, Saulės vėjo dalelėms susidūrus su tarpžvaigždinio vėjo dalelėmis. Tokio signalo stiprumas priklauso nuo Saulės vėjo, pasiekiančio heliopauzę, intensyvumo. Kai Saulės vėjo dalelės pasiekia heliopauzę, didelės energijos neutralių atomų skaičius padidėja ir palydovo detektoriai gali jį aptikti.
„Saulės vėjo signalas, priklausomai nuo jo krypties, skiriasi stiprumu, formuodamas unikalią struktūrą“, – paaiškino Reisenfeldas. „Palydovas IBEX matys tokią pačią struktūrą ir grįžtančiame neutralių atomų signale, praėjus dvejiems-šešeriems metams, priklausomai nuo šių atomų energijos ir krypties, kuria palydovo detektoriai žiūrės į heliosferą. Šis laiko skirtumas ir leidžia apskaičiuoti atstumą iki didelės energijos neutralių atomų šaltinio regiono tam tikra kryptimi. Taip mes galime pamatyti heliosferos ribą tokiu pačiu būdu, kaip šikšnosparnis savo sonaru „mato“ urvo sienas“.
Tyrėjai pritaikė šį metodą kurdami trimatį žemėlapį, naudodami duomenis, surinktus per visą Saulės aktyvumo ciklą, nuo 2009 m. iki 2019 m.
Dėl didžiulių atstumų ilgai užtrunka, kol signalas grįžta į palydovo detektorius. Atstumai Saulės sistemoje matuojami astronominiais vienetais (AV), kur 1 AV yra atstumas nuo Žemės iki Saulės. Sudarytas heliosferos ribų žemėlapis rodo, kad mažiausias atstumas nuo Saulės iki heliopauzės yra maždaug 120 AV kryptimi, nukreipta į tarpžvaigždinį vėją, o priešinga kryptimi – bent 350 AV, o tai yra panaudoto matavimo būdo maksimali riba. Pavyzdžiui, Neptūno orbitos skersmuo yra apie 60 AV.
Daugiau:
Zondas „Voyager 2“ pasiekė tarpžvaigždinę erdvę
Zondas „Voyager 1“ užregistravo Saulės dalelių cunamį
Kosminei „Voyager“ misijai – 40 metų