Pierwsze rezultaty misji IBEX – nowy obraz heliosfery

0

Pierwsze rezultaty obserwacji energetycznych atomów neutralnych, pochodzących z najdalszych regionów Układu Słonecznego, oddalonych o ponad 100 AU, ujawnia istnienie olbrzymiej struktury na krawędzi heliosfery, powstałej w wyniku interakcji wiatru słonecznego z lokalnym ośrodkiem międzygwiezdnym. Nasza planeta (oraz wszystkie pozostałe) znajduje się wewnątrz olbrzymiej bańki, utworzonej właśnie przez materię, pochodzącą ze Słońca, która chroni nas przed większością galaktycznego promieniowania kosmicznego.

IBEX jest trzecim pojazdem kosmicznym, dostarczającym informacji o tym zagadkowym regionie Układu Słonecznego i jedynym, który jest w stanie badać całe niebo z taką dokładnością. Pierwszymi, które przesłały dane o procesach zachodzących w tak dużej odległości od Słońca są jednak – mające ponad 30 lat – sondy Voyager 1 oraz Voyager 2, nadal funkcjonujące dzięki nuklearnym źródłom zasilania. Detektory zamontowane na tych pojazdach wykryły znaczne zmiany prędkości, gęstości oraz temperatury wiatru słonecznego – zjawiska charakterystycznego dla tzw. strefy szoku końcowego (terminalnego), będącego miejscem, gdzie wiatr ten zwalnia pod wpływem lokalnego ośrodka międzygwiezdnego do prędkości poddźwiękowych.

Mapa nieba powstała w wyniku pracy detektorów IBEX-Lo oraz IBEX-Hi ujawniła istnienie wstęgowatej, łukowatej struktury, znacznie różniącej się od przewidywanych przez modele teoretyczne. Obraz ten powstał poprzez detekcję wspomnianych energetycznych atomów neutralnych (energetic neutral atoms), które powstają, gdy protony wiatru słonecznego lub zjonizowana nim materia, łączą się z elektronami pochodzącymi z atomów lokalnego ośrodka międzygwiezdnego. Dzięki temu są one w stanie uniknąć wpływu, jaki na wszystkie cząstki naładowane wywiera pole magnetyczne i wolne, mogą skierować się w dowolnym kierunku – także do wewnątrz Układu Słonecznego, gdzie można we wykryć.

Natężenie z jakim atomy te zostały zarejestrowane przez sondę waha się pomiędzy jednym na godzinę (w przypadku tzw. voids – pustek) aż do kilku na sekundę (dla najaktywniejszego fragmentu wstęgi).

{youtube}1-HZWEac584{/youtube}
Animacja przedstawiająca wyniki obserwacji sondy IBEX, credits: NASA/Goddard Space Flight Center / djxatlanta

Jednocześnie IBEX umożliwił przedstawienie uzyskanych danych z sond Voyager w szerszym, całościowym kontekście. Okazuje się, że oba pojazdy znajdują się poza głównym obszarem wstęgi – ich położenie można porównać do dwóch stacji pogodowych, mierzących podstawowe własności atmosfery, ale znajdujących się pomiędzy szalejącą burzą.

{youtube}mTnwjd8CF1c{/youtube}
Zapis konferencji naukowej dotyczącej wyników obserwacji IBEX, credits: NASA

Co ciekawe – dotychczasowe modele przewidywały, iż energetyczne atomy neutralne powinny pochodzić głównie z kierunku, w którym przemieszcza się nasz Układ Słoneczny. Wyniki pomiarów – a w szczególności wyraźnie widoczna wstęga – wskazują jednak, że realia są nieco inne. Atomy te pochodzą również z miejsc nawet znacznie odchylonych – łuk tworzący wstęgę zajmuje na niebie aż około 300 stopni kątowych – niemal pełny pierścień. Wydaje się, że może to być efekt wpływu galaktycznego pola magnetycznego na heliopauzę. Co więcej obraz wstęgi jest wyraźnie nachylony względem ekliptyki, ale nie jest zgodny z płaszczyzną naszej galaktyki.

Dane z pojazdu IBEX zostały uzupełnione o dodatkowe obserwacje wykonane za pośrednictwem sondy Cassini, badającej obecnie Saturna i jego księżyce.

IBEX powstał w ramach programu małych misji badawczych SMEX (Small Explorer), należącego do NASA. W misji biorą udział partnerzy międzynarodowi, w tym naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk.

Źródło: Science Daily

Share.

Comments are closed.