Poprvé nakreslení hranice mezi naší sluneční soustavou a mezihvězdným prostorem

S využitím dat ze satelitu NASA IBEX vytvořili vědci vůbec první 3D mapu hranice mezi naší sluneční soustavou a mezihvězdným prostorem.

Poprvé byly nakresleny hranice heliosféry, což vědcům umožnilo lépe pochopit, jak sluneční vítr a mezihvězdný vítr interagují.

Dan Reisenfeld, vědec z národní laboratoře Los Alamos a hlavní autor článku, který byl publikován v Astrophysical Journal مجلة 10. června 2021. „Je to ale poprvé, co jsme skutečně mohli měřit a mapovat to ve 3D.“

Heliosféra je bublina vytvořená slunečním větrem, proud složený převážně z protonů, elektronů a alfa částic, který se rozprostírá od Slunce do mezihvězdného prostoru a chrání Zemi před škodlivým mezihvězdným zářením.

Reisenfeld a tým dalších vědců použili data ze satelitu NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX), který detekuje částice pocházející z heliosféry, mezní vrstvy mezi sluneční soustavou a mezihvězdným prostorem. Tým dokázal zmapovat okraj této oblasti – oblast zvanou heliopause. Zde sluneční vítr, který se řítí k mezihvězdnému prostoru, koliduje s mezihvězdným větrem, který tlačí ke slunci.

První 3D mapa hranice mezi naší sluneční soustavou a mezihvězdným prostorem – oblastí známou jako heliosféra. Uznání: Los Alamos National Laboratory

K tomuto měření použili techniku ​​podobnou tomu, jak netopýři používají sonar. „Stejně jako netopýři vysílají sonarové pulsy v každém směru a pomocí zpětného signálu vytvářejí mentální mapu svého okolí, použili jsme sluneční sluneční vítr, který vychází všemi směry, k vytvoření mapy heliosféry,“ řekl Risenfeld . .

Udělali to pomocí měření energetických neutrálních atomů (ENA) satelitu IBEX generovaných srážkami mezi částicemi slunečního větru a částicemi mezihvězdných větrů. Intenzita tohoto signálu závisí na intenzitě slunečního větru dopadajícího na heliosféru. Když vlna zasáhne plášť, počet ENA stoupá a IBEX jej může detekovat.

„Signál slunečního větru vyslaný Sluncem má různou intenzitu a vytváří jedinečný vzor,“ vysvětlil Riesenfeld. „IBEX uvidí stejný vzor ve vracejícím se signálu ENA, o dva až šest let později, v závislosti na energii ENA a směru, kterým se IBEX dívá skrz heliosféru. Tento časový rozdíl je, jak jsme zjistili vzdálenost ke zdroji ENA konkrétním směrem. “

Tuto metodu poté použili k vytvoření 3D mapy pomocí dat shromážděných během celého slunečního cyklu od roku 2009 do roku 2019.

„Tímto způsobem můžeme vidět hranice heliosféry stejným způsobem, jako když netopýr používá sonar,“ aby viděl „stěny jeskyně,“ dodal.

Důvod, proč tak dlouho trvá, než se signál vrátí do IBEX, je kvůli obrovským vzdálenostem. Vzdálenosti ve sluneční soustavě se měří v astronomických jednotkách (AU), kde 1 AU je vzdálenost od Země ke Slunci. Reisenfeldova mapa ukazuje, že minimální vzdálenost od Slunce k heliosféře je asi 120 AU ve směru obráceném k mezihvězdnému větru a v opačném směru, rozpětí nejméně 350 AU, což je mezní vzdálenost pro sondovací techniku. Pro srovnání je průměr oběžné dráhy Neptuna asi 60 astronomických jednotek.

Odkaz: „3D mapa heliosféry z IBEX“ od Daniela B. Reisenfeld, Maciej Bezovsky a Herbert O. , Justyna M. Sokół, Alex Zimorino a Eric J. Zirnstein, 10. června 2021, k dispozici zde. Astrophysical Journal مجلة.
DOI: 10,3847 / 1538-4365 / abf658