Για πρώτη φορά, έχει χαρτογραφηθεί το όριο της ηλιόσφαιρας, δίνοντας στους επιστήμονες καλύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αλληλεπιδρούν οι ηλιακοί και οι διαστρικοί άνεμοι.
"Τα μοντέλα της φυσικής θεωρούν αυτό το όριο εδώ και χρόνια", δήλωσε ο Dan Reisenfeld, επιστήμονας στο Εθνικό Εργαστήριο του Los Alamos και επικεφαλής της έρευνας, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Astrophysical Journal. "Αλλά αυτή είναι η πρώτη φορά που μπορέσαμε να το μετρήσουμε και να φτιάξουμε έναν τρισδιάστατο χάρτη του."
Η ηλιοφάνεια είναι μια φυσαλίδα που δημιουργείται από τον ηλιακό άνεμο, ένα ρεύμα κυρίως πρωτονίων, ηλεκτρονίων και σωματιδίων άλφα που εκτείνεται από τον Ήλιο στο διαστρικό διάστημα και προστατεύει τη Γη από επιβλαβείς διαστρικές ακτινοβολίες.
Ο Reisenfeld και μια ομάδα άλλων επιστημόνων χρησιμοποίησαν δεδομένα από τον δορυφόρο της Διεθνούς Εξερεύνησης Ορίων (IBEX) που περιστρέφεται γύρω από τη Γη της NASA, ο οποίος ανιχνεύει σωματίδια που προέρχονται από το ηλιοτρόπιο, το οριακό στρώμα μεταξύ του ηλιακού συστήματος και του διαστρικού χώρου. Η ομάδα κατάφερε να χαρτογραφήσει την άκρη αυτής της ζώνης - μια περιοχή που ονομάζεται ηλιόπαυση. Εδώ, ο ηλιακός άνεμος, που σπρώχνει προς τα έξω στο διαστημικό χώρο, συγκρούεται με τον διαστρικό άνεμο, ο οποίος ωθεί προς τον Ήλιο.
Για να κάνουν αυτή τη μέτρηση, χρησιμοποίησαν μια τεχνική παρόμοια με το πώς οι νυχτερίδες χρησιμοποιούν το σόναρ. "Ακριβώς όπως οι νυχτερίδες στέλνουν παλμούς σόναρ προς κάθε κατεύθυνση και χρησιμοποιούν το σήμα επιστροφής για να δημιουργήσουν έναν διανοητικό χάρτη του περιβάλλοντός τους, χρησιμοποιήσαμε τον ηλιακό άνεμο του Ήλιου, ο οποίος βγαίνει προς όλες τις κατευθύνσεις, για να δημιουργήσουμε έναν χάρτη της ηλιόσφαιρας", δήλωσε ο Reisenfeld .
Το έκαναν αυτό χρησιμοποιώντας τη μέτρηση των ενεργειακών ουδέτερων ατόμων (ENA) του δορυφόρου IBEX που προέκυψαν από συγκρούσεις μεταξύ σωματιδίων του ηλιακού ανέμου και εκείνων του διαστρικού ανέμου. Η ένταση αυτού του σήματος εξαρτάται από την ένταση του ηλιακού ανέμου που χτυπά το ηλιοτρόπιο. Όταν ένα κύμα χτυπήσει το θηκάρι, ο αριθμός ENA αυξάνεται και το IBEX μπορεί να το ανιχνεύσει.
«Το« σήμα »του ηλιακού ανέμου που στέλνει ο Ήλιος ποικίλλει σε ισχύ, σχηματίζοντας ένα μοναδικό μοτίβο», εξήγησε ο Reisenfeld. "Το IBEX θα δει το ίδιο μοτίβο στο σήμα ENA που επιστρέφει, δύο έως έξι χρόνια αργότερα, ανάλογα με την ενέργεια ENA και την κατεύθυνση που κοιτάζει το IBEX μέσω της ηλιόσφαιρας. Αυτή η διαφορά ώρας είναι πώς βρήκαμε την απόσταση από την περιοχή πηγής ENA σε συγκεκριμένη κατεύθυνση. "
Στη συνέχεια εφάρμοσαν αυτήν τη μέθοδο για να δημιουργήσουν τον τρισδιάστατο χάρτη, χρησιμοποιώντας δεδομένα που συλλέχθηκαν σε έναν πλήρη ηλιακό κύκλο, από το 2009 έως το 2019.
"Με αυτόν τον τρόπο, είμαστε σε θέση να δούμε το όριο της ηλιόσφαιρας με τον ίδιο τρόπο που ένα ρόπαλο χρησιμοποιεί σόναρ για να «δείτε» τα τείχη μιας σπηλιάς », πρόσθεσε.
Ο λόγος που χρειάζεται τόσο πολύ για να επιστρέψει το σήμα στο IBEX είναι λόγω των τεράστιων αποστάσεων. Οι αποστάσεις στο ηλιακό σύστημα μετρώνται σε αστρονομικές μονάδες (AU) όπου 1 AU είναι η απόσταση από τη Γη έως τον Ήλιο. Ο χάρτης του Reisenfeld δείχνει ότι η ελάχιστη απόσταση από τον Ήλιο έως την ηλιόπαυση είναι περίπου 120 AU στην κατεύθυνση που αντιμετωπίζει ο διαστρικός άνεμος και προς την αντίθετη κατεύθυνση, εκτείνεται τουλάχιστον 350 AU, που είναι το όριο απόστασης της τεχνικής ήχου. Για αναφορά, η τροχιά του Ποσειδώνα είναι περίπου 60 AU.