Ovo je prvo gotovo cjelovito mapiranje heliopauze.
Na temelju podataka svemirske letjelice IBEX, astrofizičari su uspjeli stvoriti trodimenzionalnu kartu vanjske granice heliosfere. Koristili su ono što bi se moglo nazvati svemirskom eholokacijom: sonda već deset godina hvata visokoenergijske neutralne atome koji se reflektiraju iz ovog svemirskog područja natrag u Sunčev sustav.
Kao što je opisano radom glavnog autora Dana Reisenfelda, IBEX se u špilji ponašao poput šišmiša. Umjesto sonara ili glasa životinje korišten je samo solarni vjetar.
Tijekom cijelog ciklusa Sunčeve aktivnosti (od 2009. do 2019.), aparat je mjerio struju čestica koja je prošla pored njega prema međuzvjezdanom prostoru. A istodobno je pokušao uhvatiti atome koji se vraćaju natrag.
Daleko izvan orbite Neptuna (oko 60 astronomskih jedinica ili devet milijardi kilometara), sunčev se vjetar sudara s međuzvijezdom plazmom. Ova interakcija ne samo da usporava čestice koje emitira Sunce već generira stalan tok visokoenergetskih neutralnih atoma (ENA).
Prilično je slab, ali uočljiv i, što je najvažnije, ima strogo jedinstvenu prirodu – nigdje, osim heliosferskog plašta, ne može nastati ENA sa željenim karakteristikama.
Put sunčevog vjetra od zvijezde do heliosferskog plašta traje od dvije do šest godina. Pažljivim mjerenjem aktivnosti Sunca i ENA toka, znanstvenici su uspoređivali ova dva suprotno usmjerena toka čestica.
Kao rezultat toga, bilo je moguće prvi put sastaviti trodimenzionalnu kartu granice heliosfere – znajući brzinu kretanja materije i vrijeme koje joj je bilo potrebno da pređe čitav put, lako je izmjerite prijeđeni put.
Razlučivost metode koju su izmislili američki astrofizičari još nije nevjerojatna. U smjeru suprotnom od kretanja međuzvjezdane plazme, granica heliosfere određena je na udaljenosti od 120 astronomskih jedinica od Sunca.
Ali sa suprotne strane Sunčevog sustava, gdje je heliosfera izvučena “repom”, granica nije izračunata. Karta pokazuje da se proteže na preko 350 astronomskih jedinica, ali to je granica svemirskog sonara IBEX. Kartu će biti moguće preraditi samo daljnjim promatranjima.
Zaštitni mjehurić heliosfere
Naša zvijezda – Sunce – izbacuje ne samo nevjerojatnu količinu fotona različitih energija već i oko milijun tona materije. To su uglavnom elektroni, protoni (jezgre vodika) i alfa čestice (jezgre helija).
Zajedno se nazivaju solarni vjetar. Na Zemlji možemo posredno promatrati njezinu interakciju s atmosferom kad vidimo polarnu svjetlost.
Ali u svemiru ovaj tok čestica može putovati dugo prije nego što udari u prepreku. Solarni vjetar najčešće na svom putu susreće međuzvjezdu plazmu. To se događa oko 75 do 90 astronomskih jedinica od naše zvijezde – regija se naziva Terminalni šok.
Tamo se protoni, alfa čestice i elektroni koje emitira Sunce usporavaju s 400 kilometara u sekundi na manje od 100: kretanje sunčevog vjetra postaje podzvučno.
https://kozmos.hr/slijedi-li-novi-ciklus-pojacane-aktivnosti-sunca/
Brzina zvuka strog je fizički koncept koji karakterizira brzinu širenja elastičnih valova, a može se izračunati i za svemir. Zbog relativne obilja materije koju Sunce izbacuje unutar heliosfere, prosječna brzina zvuka je oko 100 kilometara u sekundi. Točna vrijednost ovisi o aktivnosti zvijezde.
Kada materija drastično smanji brzinu od nadzvučne, događaju se mnogi zanimljivi procesi. U slučaju heliosfere, heliosferski plašt se nalazi izvan granice Terminalnog šoka (započinje na 80-100 astronomskih jedinica od Sunca).
Tamo se plazma komprimira, započinje njezino turbulentno gibanje i pojavljuje se sam ENA – elektroni koji su izgubili dio svoje energije pridružuju se jezgrama vodika ili helija.
Ali heliosfera tu ne završava, njezina vanjska granica je heliopauza. Tamo se konačno uspoređuje brzina čestica koje emitira Sunce i međuzvjezdana plazma te se miješaju.
Potonji predstavlja isti solarni vjetar, kojeg emitiraju samo druge zvijezde. Upravo su je astrofizičari pronašli pomoću sonde IBEX – u heliopauzi ENA tok opet pada. Znanstvenici su to mogli prvi put, iako ne sa svih strana Sunca.
Da bi razumjeli nastanak i evoluciju planetarnih sustava, izuzetno je važno za znanstvenike proučavati heliosferu. Ona je ta koja nas štiti od većine galaktičkih zraka. Vjerojatno je upravo zbog prisutnosti heliosfere u principu postalo moguće postojanje razvijenog života na Zemlji.
Pridružite se raspravi u našoj Telegram grupi. KOZMOS Telegram-t.me/kozmoshr
Izvori:
• O’Neill, M. (2021, June 18). Boundary Between Our Solar System and Interstellar Space Mapped for the First Time. SciTechDaily.
• Reisenfeld, D. B. (n.d.). A Three-dimensional Map of the Heliosphere from IBEX.
• Specktor, B. (2021, June 18). The edge of the solar system is a blob, 3D map reveals. LiveScience. Ю
• Spry, J. (2021, June 20). NASA’s IBEX satellite creates first-ever 3D map of the sun’s heliosphere. SYFY WIRE.
