Güneş Sisteminin Kenarında Garip Dalgalanmalar Tespit Edildi

Güneş Sistemi'ni çevreleyen uzay balonu, bazen buruşabilir.

Dünya yörüngesinde dönen bir uzay aracından gelen veriler, sonlandırma şoku ve heliopause'daki dalgalanma yapılarını ortaya çıkardı.

Sonuçlar, Güneş Sistemi'nin sınırlarının ve zaman içinde nasıl değiştiğinin ayrıntılı bir resmini elde etmenin mümkün olduğunu gösteriyor.

Bu bilgi, bilim insanlarının, Güneş'ten dışarı çıkan ve Güneş Sistemimizdeki gezegenleri kozmik radyasyondan koruyan heliosfer olarak bilinen bir uzay bölgesini daha iyi anlamalarına yardımcı olacaktır.

Güneş'in etrafındaki alanı etkilemesinin çeşitli yolları vardır. Bunlardan biri, iyonize plazmanın sürekli süpersonik akışı olan güneş rüzgarıdır. Gezegenleri ve Kuiper Kuşağı'nı geçip sonunda yıldızlar arasındaki büyük boşlukta sönüp giderler.

Bu akışın, ses dalgalarının dağınık yıldızlararası ortamdan geçebileceği hızın altına düştüğü noktaya sonlandırma şoku denir ve artık yıldızlararası uzayın çok hafif basıncına karşı ilerleyecek kadar güçlü olmazlar.

Her iki Voyager sondası da heliopause'u geçti ve şimdi yıldızlararası uzayda geziniyor ve bize bu değişen sınır noktasının ölçümlerini sağlıyor. Ancak, 2009'da faaliyete geçmesinden bu yana bilim insanlarının heliopozu haritalandırmasına yardımcı olan Dünya yörüngesinde başka bir araç daha var: NASA'nın Yıldızlararası Sınır Gezgini (IBEX).

IBEX, güneş rüzgârı, Güneş Sistemi sınırında yıldızlararası rüzgarla çarpıştığında oluşan enerjili nötr atomları ölçer. Bu atomlardan bazıları uzaya fırlarken, diğerleri Dünya'ya geri döner. Onları üreten güneş rüzgarının gücü hesaba katıldığında, dönen enerjili nötr parçacıklar, kozmik ekolokasyon gibi, sınırın şeklini haritalamak için kullanılabilir.

Heliosferin yapısının önceki haritaları, güneş rüzgârı basıncının ve enerjik nötr atom emisyonlarının evriminin uzun ölçekli ölçümlerine dayanıyordu. Ancak 2014'te, yaklaşık 6 aylık bir süre boyunca, güneş rüzgarının dinamik basıncı yaklaşık yüzde 50 arttı.

Princeton Üniversitesi'nden astrofizikçi Eric Zirnstein liderliğindeki bir araştırma ekibi, bu kısa ölçekli olayı, sonlandırma şoku ve heliopause şeklinin daha ayrıntılı bir görüntüsünü elde etmek için kullandı ve onlarca astronomik birim ölçeğinde devasa dalgalanmalar buldu.

Fotoğraf: Her iki yüzeyde de büyük dalgalanmalar gösteren sonlandırma şoku ve heliopause'un üç boyutlu bir görselleştirmesi. (Zirnstein ve diğerleri, Nat. Astron., 2022)

Ayrıca, bu yüksek basınçlı rüzgârın Güneş Sistemi sınırı ile nasıl etkileşime girdiğini belirlemek için modelleme ve simülasyonlar gerçekleştirdiler. Basınç cephesinin 2015 yılında sonlandırma şokuna ulaştığını ve sonlandırma şoku ile iç heliosheath olarak bilinen heliopause arasındaki bölgeye bir basınç dalgası gönderdiğini buldular.

Heliopause'da, yansıyan bir dalga geri hareket eder, basınç cephesinin arkasında yüklü plazma akışıyla çarpışır ve yansıyan dalga sonlandırma şokuna geri döndüğünde iç helio kılıfı dolduran bir enerjik nötr atom fırtınası yaratır.

Takımın ölçümleri ayrıca heliopause olan mesafede oldukça önemli bir kayma olduğunu gösteriyor. Voyager 1, 2012'de heliopause'u 122 astronomik birim mesafede geçti. 2016 yılında ekip, Voyager 1 yönünde heliopause mesafesinin 131 astronomik birim civarında olduğunu ölçtü; O zaman, sonda güneşten 136 astronomik birim uzaklıktaydı, hala yıldızlararası uzaydaydı, ancak arkasında balonlaşan bir heliosfer vardı.

Ekip 2015 yılında Voyager 2 yönünde bir heliopause ölçümü daha yaptı.

Her iki ölçüm de heliopozun şeklinin önemli ölçüde değişmediğini gösteriyor. Fakat nedeni tam olarak belli değil.

Bununla birlikte, 2025'te, enerjik nötr atom emisyonunu daha yüksek hassasiyetle ve daha geniş bir enerji aralığında ölçmek için uzaya yeni bir sonda gönderilecek. Ekip, bunun, küçük gezegen sistemimizi uzayın tuhaflığından koruyan tuhaf, görünmez, 'buruşuk' balon hakkındaki bazı kafa karıştırıcı soruları yanıtlamaya yardımcı olacağını söyledi.

Araştırma Nature Astronomy'de yayınlandı.