Jokainen aurinkokuntamme planeetta, myös maa, on tuulen puhaltama yliäänenopeudella.
Tämän tuulen muodostavat hiukkaset luovat näkymätön magneettikenttä, joka suojaa meitä muulta tähtienväliseltä avaruudelta. Tähtitieteilijät ovat vuosikymmenien ajan analysoineet tätä heliosfäärinä tunnettua säteily- ja magneettijärjestelmää kartoittamalla sen rajat selvittääkseen miltä se näyttää.
Usean yliopiston asiantuntijoiden uusi malli viittaa nyt siihen, että tämä on outo yhdistelmä melkein kaikkia teoriamme. Monien vuosien ajan tutkijat uskoivat, että heliosfääri oli enemmän kuin komeetta, jonka toisessa päässä oli pyöreä nenä ja toisessa häntä.
Näin se kuvataan yleensä oppikirjoissa ja artikkeleissa, mutta viime vuosina on syntynyt kaksi muuta muotoa, jotka näyttävät todennäköisemmiltä.
NASA
Vuonna 2015 Voyager 1 -avaruusaluksen tiedot osoittivat kahden hännän läsnäolon, mikä teki heliosfääristä enemmän kuin croissant. Kaksi vuotta myöhemmin Cassini-operaation tiedot osoittivat, että meidän on päästävä kokonaan eroon koko hännästä muuttamalla siitä jättiläinen rantapallo.
“Et hyväksy helposti tällaista muutosta”, sanoo Tom Crimigis, joka suoritti kokeita Cassinilla ja Voyagerilla.
“Koko tällä alueella työskentelevä tiedeyhteisö on olettanut yli 55 vuoden ajan, että heliosfäärillä on komeettahäntä.”
Nyt meidän on ehkä mietittävä olettamuksiamme vielä kerran, koska jos uusi malli on oikea, heliosfääri voi hyvinkin olla tyhjennetyn rantapallon tai pullistuneen croissantin muotoinen, se riippuu vain siitä, missä ja miten määrität rajan.
Heliosfäärin uskotaan ulottuvan kaksi kertaa niin pitkälle kuin Pluto, kun aurinkotuuli iskee jatkuvasti tähtienvälistä ainetta suojaten meitä varautuneilta hiukkasilta, jotka muuten voivat tuhota aurinkokuntamme.
Mutta selvittää, missä raja on, on kuin yrittää selvittää, minkä harmaan sävyn pitäisi erottaa musta valkoisesta.
Tähtitieteilijät ovat löytäneet New Horizons -avaruusaluksen, joka on nyt Pluton ulkopuolella, tiedot erottamaan molemmat puolet.
Sen sijaan, että oletettaisiin, että varatut hiukkaset ovat samat, uusi malli jakaa ne kahteen ryhmään: aurinkotuulen varautuneet hiukkaset ja aurinkokunnassa ajelehtivat neutraalit hiukkaset.
Toisin kuin tähtienvälisessä tilassa olevat varatut hiukkaset, nämä neutraalit 'absorboivat ionit' voivat helposti liukastua heliosfäärin läpi ennen kuin niiden elektronit latautuvat.
Vertaamalla näiden absorboivien ionien lämpötilaa, tiheyttä ja nopeutta aurinkoaaltoihin joukkue on löytänyt tavan määrittää heliosfäärin muoto.
[Tähtien välisen väliaineen varauksenvaihdosta neutraalien vetyatomien aiheuttama [absorboivien ionien] ehtyminen jäähdyttää heliosfäärin, “laskee” sitä ja johtaa kapeampaan ja pyöristettyyn muotoon, mikä vahvistaa Cassinin ehdottaman muodon.
Toisin sanoen, riippuen siitä, minkä harmaan sävyn valitset rajan määrittämiseksi, heliosfääri voi näyttää tyhjennetyltä pallolta tai puolikuulta.
“Jos haluamme ymmärtää ympäristöä, ymmärrämme paremmin tämän koko heliosfäärin”, sanoo tähtitieteilijä Avi Loeb Harvardista.
Mutta tarvitsemme vielä paljon enemmän tietoja. Vaikka olemme vähitellen alkaneet yhdenmukaistaa mallejamme, niitä rajoittaa edelleen se, kuinka vähän tiedämme itse heliosfääristä.
Kahden yli vuosikymmenen sitten laukaistun Voyager-avaruusaluksen lisäksi yksikään kone ei ole lentänyt rajojensa yli. Ja edes kahdella tämän linjan ohittaneella avaruuskoettimella ei ole välineitä ionien mittaamiseksi kehällä.
Tutkimus julkaistiin Nature Astronomy -lehdessä.
Lähteet: Kuva: Nature Astronomy, 2020
