Μια νέα μελέτη του Southwest Research Institute (SwRI), βασισμένη σε δεδομένα από το διαστημόπλοιο New Horizons της NASA, ρίχνει νέο φως στους λόγους για τους οποίους ο ηλιακός άνεμος επιβραδύνεται σταδιακά καθώς πλησιάζει τα όρια του Ηλιακού Συστήματος, εκεί όπου αρχίζει ο διαστρικός χώρος.
Σήμερα το New Horizons βρίσκεται περίπου 66 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο (μία αστρονομική μονάδα, δηλαδή η απόσταση Γης – Ήλιου, είναι περίπου 150 εκατομμύρια χιλιόμετρα). Οι ερευνητές, με επικεφαλής τη δρ Heather Elliott του SwRI, μελέτησαν πώς η ταχύτητα του ηλιακού ανέμου, η οποία μετράται από το όργανο Solar Wind Around Pluto (SWAP) του New Horizons, μεταβλήθηκε μεταξύ 21 και 58 αστρονομικών μονάδων, σε σύγκριση με μετρήσεις που είχαν πραγματοποιηθεί πιο κοντά στον Ήλιο.
«Καθώς ο ηλιακός άνεμος ταξιδεύει μακριά από τον Ήλιο με υπερηχητικές ταχύτητες, περίπου 1,5 εκατομμύριο χιλιόμετρα την ώρα, τελικά συναντά ουδέτερα σωματίδια διαστρικού αερίου που διεισδύουν στην ηλιόσφαιρα», δήλωσε η Elliott. «Τα ουδέτερα διαστρικά άτομα ιονίζονται μέσω ανταλλαγής φορτίου με τα ιόντα του ηλιακού ανέμου, με αποτέλεσμα ο ηλιακός άνεμος να αποκτά επιπλέον μάζα και να επιβραδύνεται».
Παλαιότερες μετρήσεις από το New Horizons και το Voyager 2, σε αποστάσεις μεταξύ 30 και 43 αστρονομικών μονάδων, είχαν δείξει ότι ο ηλιακός άνεμος ήταν κατά 5 έως 10% πιο αργός από ό,τι στην περιοχή της Γης. Τώρα, οι ερευνητές του New Horizons διαπίστωσαν ότι στις 58 αστρονομικές μονάδες ο ηλιακός άνεμος είναι 13 έως 15% πιο αργός σε σχέση με την ταχύτητά του στην απόσταση της Γης από τον Ήλιο (1 αστρονομική μονάδα).
Η σταδιακή επιβράδυνση συμφωνεί με προηγούμενα θεωρητικά μοντέλα, που περιγράφουν τον τρόπο με τον οποίο το διαστρικό υλικό εισέρχεται στην ηλιόσφαιρα και επηρεάζει τον ηλιακό άνεμο. Παράλληλα, δείχνει πώς η επιρροή του Ήλιου μειώνεται όσο αυξάνεται η απόσταση.
Η σταδιακή μείωση της ταχύτητας είναι μικρή σε σύγκριση με τη μεγάλη πτώση που αναμένεται όταν το New Horizons φτάσει τελικά στο κρουστικό κύμα τερματισμού της ηλιόσφαιρας. Στο σημείο αυτό, τα ηλιακά σωματίδια μειώνουν απότομα την ταχύτητά τους σε επίπεδα χαμηλότερα από την ταχύτητα του ήχου στο τοπικό πλάσμα (το οποίο αποτελείται από τον ηλιακό άνεμο και τα ιόντα διαστρικού υλικού που έχουν παρασυρθεί από αυτόν).
Το κρουστικό κύμα τερματισμού αποτελεί μια σαφή ένδειξη ότι το εισερχόμενο διαστρικό υλικό επηρεάζει σημαντικά τις ιδιότητες του ηλιακού ανέμου καθώς αυτός πλησιάζει τα εξωτερικά όρια της ηλιόσφαιρας. Το Voyager 2 είχε μετρήσει μια απότομη πτώση της ταχύτητας κατά 46% όταν πέρασε από το κρουστικό κύμα τερματισμού, σε απόσταση περίπου 84 αστρονομικών μονάδων από τον Ήλιο.
«Τελικά, ο ηλιακός άνεμος φτάνει στα εξωτερικά όρια της ηλιόσφαιρας, της περιοχής δηλαδή όπου κυριαρχεί η επίδρασή του στο διαστημικό περιβάλλον. Εκεί αλληλεπιδρά με το εισερχόμενο διαστρικό υλικό», ανέφερε η Elliott.
«Το σχήμα και οι ιδιότητες των ορίων της ηλιόσφαιρας καθορίζουν την ποσότητα των γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων που μπορούν να εισέλθουν στο Ηλιακό μας Σύστημα και να φτάσουν στη Γη. Επομένως, τα δεδομένα από το New Horizons, σε συνδυασμό με παρατηρήσεις αποστολών όπως οι IBEX, IMAP και Voyager, θα ενισχύσουν την κατανόησή μας για τα όρια του Ηλιακού Συστήματος».
Η γνώση αυτή είναι ιδιαίτερα σημαντική για τους αστροναύτες που εργάζονται πέρα από την προστατευτική ατμόσφαιρα της Γης, όπως στις μελλοντικές αποστολές στη Σελήνη και αργότερα στον Άρη, καθώς οι γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες αποτελούν έναν από τους σοβαρότερους κινδύνους για τις μακροχρόνιες διαστημικές αποστολές. Μπορούν να αυξήσουν τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου στους ταξιδιώτες του διαστήματος και να προκαλέσουν προβλήματα σε ηλεκτρονικά συστήματα και τεχνολογικό εξοπλισμό.
«Τα νέα δεδομένα θα μπορούσαν να είναι ιδιαίτερα χρήσιμα για την πρόβλεψη των εξωτερικών ορίων της ηλιόσφαιρας και του Ηλιακού Συστήματος, και για την εκτίμηση της έκθεσης αστροναυτών, δορυφόρων και διαστημοπλοίων στην επιβλαβή κοσμική ακτινοβολία, ιδιαίτερα καθώς προετοιμαζόμαστε για πιο φιλόδοξες αποστολές εξερεύνησης στο βαθύ διάστημα», δήλωσε η Elliott.
Τα ευρήματα προσφέρουν επίσης πληροφορίες για τις αστρόσφαιρες, τις προστατευτικές «φυσαλίδες» παρόμοιες με την ηλιόσφαιρα που δημιουργούνται γύρω από άλλα άστρα του Γαλαξία. Οι αστρόσφαιρες παρουσιάζουν πολλές ομοιότητες με την ηλιόσφαιρα του Ήλιου και μπορούν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να κατανοήσουν πώς άλλα άστρα αλληλεπιδρούν με το διαστρικό υλικό που περιβάλλει τα πλανητικά τους συστήματα.
«Η μελέτη της ηλιόσφαιρας είναι σαν να λύνουμε ένα κοσμικό παζλ», είπε η Elliott. «Δεν μαθαίνουμε μόνο περισσότερα για το πώς τελειώνει η επιρροή του Ήλιου, αλλά αποκτούμε και βαθύτερη κατανόηση του ορίου ανάμεσα στο Ηλιακό μας Σύστημα και τον διαστρικό χώρο, ένα κρίσιμο βήμα για τον σχεδιασμό μελλοντικών διαστρικών ταξιδιών».
«Το New Horizons της NASA συνεχίζει να είναι το μοναδικό διαστημόπλοιο που βρίσκεται στην εξωτερική ηλιόσφαιρα του Ήλιου και παρέχει σημαντικές νέες πληροφορίες, επεκτείνοντας όσα ανακάλυψαν οι ιστορικές αποστολές Voyager», δήλωσε ο δρ Alan Stern, κύριος ερευνητής της αποστολής New Horizons. «Οι μελέτες μας για την ηλιόσφαιρα συνεχίζονται σχεδόν αδιάκοπα και παρέχουν πολύτιμα νέα δεδομένα, τα οποία μας βοηθούν να κατανοήσουμε καλύτερα την εξωτερική ηλιόσφαιρα και την περιοχή του κρουστικού κύματος τερματισμού, πολύ πέρα από την τροχιά του Πλούτωνα.»
Η δημοσίευση στο The Astrophysical Journal
Ο Όμιλος Φίλων Αστρονομίας στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης: facebook, instagram, x, tiktok, youtube