Gdybyśmy mogli wejść na pokład statku kosmicznego Enterprise-D i moglibyśmy spojrzeć przez wizjer Giordi LaForge, moglibyśmy zobaczyć międzygwiezdne medium - „rzeczy” między gwiazdami - delikatne chmury tlenu, wodoru, helu i neonu. Zamiast tego, odkąd wróciliśmy w XXI wieku, mamy statek kosmiczny Interstellar Boundary Explorer (IBEX), który dokonał teraz pierwszych w historii bezpośrednich obserwacji neutralnych atomów wodoru i tlenu dryfujących do naszego układu słonecznego z regionu poza naszą heliosferą. Zaskakujące jest to, że materiał ten jest bardziej „obcy”, niż się spodziewali naukowcy, ponieważ materia na galaktycznym wietrze nie zawiera dokładnie tego samego materiału, z czego zbudowany jest nasz układ słoneczny.
Najważniejszym odkryciem jest to, że „tam jest mniej tlenu”. Na każde 20 neonowych atomów na galaktycznym wietrze jest 74 atomów tlenu. Jednak w naszym układzie słonecznym na każde 20 atomów neonu przypada 111 atomów tlenu. To przekłada się na więcej tlenu w danym obszarze układu słonecznego niż w lokalnej przestrzeni międzygwiezdnej.
„Nasz układ słoneczny różni się od przestrzeni bezpośrednio przed nim, co sugeruje dwie możliwości”, powiedział David McComas, główny badacz IBEX. „Albo układ słoneczny ewoluował w oddzielnej, bogatszej w tlen części galaktyki niż tam, gdzie obecnie przebywamy, lub duża ilość krytycznego, życiodajnego tlenu leży w ziarnach pyłu międzygwiazdowego lub lodach, niezdolna do swobodnego przemieszczania się w przestrzeni kosmicznej. ”
Tak czy inaczej, jak twierdzą naukowcy, wpływa to na modele naukowe tego, jak ukształtował się nasz układ słoneczny i życie. Nowe pomiary nie tylko pomagają określić rozkład pierwiastków w ośrodku międzygwiezdnym, ale dostarczają wskazówek, jak i gdzie powstał nasz układ słoneczny, sił, które fizycznie kształtują nasz układ słoneczny, a nawet historii innych gwiazd Drogi Mlecznej .
„Ten obcy materiał międzygwiezdny jest tak naprawdę materiałem, z którego zbudowane są gwiazdy, planety i ludzie - i bardzo ważne jest, aby mierzyć go bezpośrednio” - powiedział McComas podczas briefingu prasowego we wtorek.
Gdyby Spock był członkiem tej misji, prawdopodobnie uniósłby brew i powiedział: „Fascynujące”. *
Chmury międzygwiezdne zawierają elementy eksplodujących supernowych, które są rozproszone po całej galaktyce. Gdy wiatr międzygwiezdny wieje te naładowane i neutralne cząsteczki przez Drogę Mleczną, statek kosmiczny może mierzyć próbki, które dostają się do naszego układu słonecznego. IBEX skanuje całe niebo raz w roku, a co roku w lutym jego instrumenty wskazują właściwy kierunek, aby przechwycić nadchodzące neutralne atomy. IBEX policzył te atomy w 2009 i 2010 roku i teraz uchwycił najlepszy i najbardziej kompletny wgląd w materiał, który leży tak daleko poza naszym systemem.
Oprócz próbkowania surowego „gwiezdnego materiału” odkrycia są ważne, ponieważ otaczający nas gaz międzygwiezdny może wpływać na siłę heliosfery Słońca - obszar oddziaływania Słońca i podobnie jak bańka osłaniająca, chroni nas przed niebezpiecznym galaktycznym kosmicznym promienie, z których większość trafiłaby do wewnętrznego układu słonecznego, gdyby nie ta bańka.
IBEX odkrył również, że wiatr międzygwiezdny jest około 7 000 mil na godzinę wolniejszy niż wcześniej sądzono. Oznacza to, że nasz układ słoneczny wciąż znajduje się w tak zwanej „lokalnej chmurze międzygwiezdnej”. Naukowcy zauważyli jednak, że w ciągu kilku tysięcy lat (bardzo krótko w astronomicznych skalach czasowych) w dowolnym momencie przejdziemy do innego regionu, w którym zmienią się warunki i wpłyną na zdolność ochronną heliosfery. I nikt nie wie, czy ta zmiana będzie lepsza czy gorsza.
Gdy nasz układ słoneczny podróżuje po Drodze Mlecznej przez rozległy okres czasu kosmicznego, ciągle zmieniająca się natura heliosfery prawdopodobnie wywarła wpływ na ewolucję życia na Ziemi, ponieważ różne poziomy promieniowania powodowały mutacje genetyczne i być może całkowite wyginięcie .
„To wszystko jest bardzo ekscytujące i ma ważne implikacje, gdy Słońce porusza się w przestrzeni oraz między chmurami międzygwiezdnymi, strumień galaktycznych promieni kosmicznych jest różny”, powiedziała Priscilla Frisch, starszy naukowiec, Wydział Astronomii i Astrofizyki na Uniwersytecie z Chicago i część misji IBEX. „I to jest zapisane w zapisach geoizotopowych. Może kiedyś uda nam się połączyć ruch Słońca przez chmury międzygwiezdne z zapisami geologicznymi na Ziemi i prześledzić geologiczną historię Ziemi ”.
Ponadto, chociaż nowe odkrycia zapewniają lepsze zrozumienie naszej heliosfery, pomogą również naukowcom w badaniu analogicznych struktur zwanych „astrosferami” otaczającymi inne gwiazdy w całej galaktyce.
„Znamy co najmniej dwa przypadki innej gwiazdy z układem planetarnym i otaczającą go astrosferą, a są to prawdziwe analogi do naszego własnego układu słonecznego”, powiedział Seth Redfield, adiunkt, Wydział Astronomii, Wesleyan University, w Middletown, Connecticut , również przemawiając na konferencji prasowej. „Odkrycie innych planet w połączeniu z naszym zrozumieniem wpływu, jaki te galaktyczne promienie kosmiczne mogłyby potencjalnie wywrzeć na planety oraz na pojawienie się i ewolucję życia. Są to połączenia, których nie zbadaliśmy w pełni, a dzięki tym nowym odkryciom IBEX łączą się teraz w bardzo interesujący temat do zbadania ”.
IBEX jest małym statkiem kosmicznym, mniej więcej wielkości stołu do gry w karty, i jest jedną z tanich misji NASA. Znajduje się na orbicie Ziemi, ale może obserwować krawędzie Układu Słonecznego za pomocą detektorów, które „patrzą” na zewnątrz i zbierają cząstki zwane energetycznymi neutralnymi atomami. Na podstawie danych z IBEX naukowcy tworzą pierwszą mapę granicy naszego Układu Słonecznego.
Najnowsze odkrycia IBEX zostały zaprezentowane w serii artykułów naukowych opublikowanych w czasopiśmie Astrophysics Journal 31 stycznia 2012 r.
„Ten zestaw dokumentów zapewnia wiele pierwszych bezpośrednich pomiarów otaczającego nas ośrodka międzygwiezdnego” - mówi McComas. „Od dawna staramy się zrozumieć naszą galaktykę, a dzięki tym wszystkim obserwacjom robimy duży krok naprzód, aby dowiedzieć się, jak wygląda lokalna część galaktyki”.
Więcej informacji: komunikat prasowy NASA, dodatkowe zdjęcia, filmy za pośrednictwem Goddard Media Center, dokumenty: Odłączanie strumienia magnetycznego Słońca, Interstellar Boundary Explorer (IBEX): Śledzenie interakcji między heliosferą a otaczającym materiałem międzygwiezdnym za pomocą energicznych atomów neutralnych,
* Podziękowania dla Dwayne Browna z NASA za odniesienie do Spocka.
