Bliźniaczy statek kosmiczny STEREO NASA badał Słońce od ich wystrzelenia w 2006 roku. Jednak misja dokonała zaskakującego i nieoczekiwanego odkrycia poprzez wykrycie cząstek z krawędzi Układu Słonecznego i po raz pierwszy naukowcy byli w stanie zmapować region gdzie gorący wiatr słoneczny spotyka się z zimnym ośrodkiem międzygwiezdnym. Nie zrobiono tego jednak z instrumentami optycznymi obrazującymi w świetle widzialnym, ale poprzez mapowanie regionu za pomocą neutralnych lub nienaładowanych atomów. Ten przełom to „nowy rodzaj astronomii wykorzystującej obojętne atomy” - powiedział Robert Lin z University of California Berkeley i doprowadził do powstania nadnaturalnego czujnika elektronów na pokładzie STEREO. „Nie można uzyskać globalnego obrazu tego regionu, jednego z ostatnich nieodkrytych regionów heliosfery, w żaden inny sposób, ponieważ jest zbyt słaby, aby można go było zobaczyć w zwykłych teleskopach optycznych”. Odkrycia pomagają również wyjaśnić rozbieżność w ilości energii w regionie znalezioną przez statek kosmiczny Voyager 2, gdy ten przeleciał przez krawędź Układu Słonecznego w zeszłym roku.
Heliosfera rozciąga się od słońca do ponad dwukrotnie większej odległości od Plutona. Za jego krawędzią, zwaną heliopauzą, leży względna cisza przestrzeni międzygwiezdnej, około 100 jednostek astronomicznych (AU) - 100 razy większa od odległości Ziemia-Słońce. Szok końcowy to obszar heliosfery, w którym naddźwiękowy wiatr słoneczny zwalnia do prędkości poddźwiękowej, gdy łączy się z ośrodkiem międzygwiezdnym. Heliosheath to obszar ubijania plazmy między frontem uderzeniowym a ośrodkiem międzygwiezdnym.
Bliźniaczy statek kosmiczny STEREO, znajdujący się na orbicie Ziemi wokół Słońca, wykonuje zdjęcia stereo powierzchni Słońca oraz mierzy pola magnetyczne i strumienie jonów związane z eksplozjami słonecznymi.
Jednak między czerwcem a październikiem 2007 r. Nadczermiczny czujnik elektronów w pakiecie instrumentów IMPACT (pomiary in situ cząstek i transjentów CME) na pokładzie każdego statku kosmicznego STEREO wykrył neutralne atomy pochodzące zarówno z przodu uderzenia, jak i heliosheath poza nim.
„Suprathermalne czujniki elektronowe zostały zaprojektowane do wykrywania naładowanych elektronów, których fluktuacja intensywności zależy od pola magnetycznego”, powiedział główny autor Linghua Wang, absolwent Wydziału Fizyki Uniwersytetu Berkeleya. „Byliśmy zaskoczeni, że te intensywności cząstek nie zależały od pola magnetycznego, co oznaczało, że muszą to być neutralne atomy”.
Fizycy UC Berkeley doszli do wniosku, że te neutralne energetycznie atomy były pierwotnie podgrzanymi jonami, które utraciły swój ładunek do zimnych atomów w ośrodku międzygwiazdowym i, już nie przeszkadzane przez pola magnetyczne, popłynęły z powrotem w kierunku Słońca i do nadrathermowych czujników elektronowych na STEREO .
„To pierwsze mapowanie neutralnych energetycznie cząstek spoza heliosfery” - powiedziała Lin. „Te neutralne atomy mówią nam o gorących jonach w heliosheath. Jony ogrzewane w końcowym ładunku wymiany szokowej z zimnymi, neutralnymi atomami w ośrodku międzygwiezdnym stają się neutralne, a następnie wracają. ”
Według Lin neutralne atomy to prawdopodobnie wodór, ponieważ większość cząstek w lokalnym ośrodku międzygwiezdnym to wodór.
Odkrycia dokonane przez STEREO, opublikowane w numerze czasopisma Nature z 3 lipca, wyjaśniają rozbieżność w ilości energii wyrzuconej w przestrzeń kosmiczną przez spowalniający wiatr słoneczny, który został odkryty w zeszłym roku, gdy Voyager 2 przekroczył szok końcowy układu słonecznego i wszedł do otaczający heliosheath.
Nowo odkryta populacja jonów w heliosheath zawiera około 70 procent energii rozproszonej w szoku termicznym, dokładnie tyle, ile nie zostało uwzględnione przez instrumenty Voyagera 2, podsumowali fizycy UC Berkeley. Wyniki Voyager 2 są zgłaszane w tym samym wydaniu Nature.
Nowa misja NASA, Interstellar Boundary Explorer (IBEX), planowana jest na rozpoczęcie w tym roku w celu dokładniejszego zmapowania niżejenergetycznych jonów energetycznych w heliosheath za pomocą energetycznych neutralnych atomów w celu odkrycia struktury szoku termicznego i tego, w jaki sposób wodór jony są tam przyspieszane.
Oryginalne źródło informacji: EurekAlert
