22ΟΣ ΑΙΩΝΑΣ
07/08/2020 13:20 EEST | Updated 07/08/2020 13:26 EEST

Αποκαλύπτοντας το σχήμα του Ηλιακού μας Συστήματος

Μοντέλο με βάση στοιχεία από αποστολές της NASA.

Opher, et al
Το νέο μοντέλο για το σχήμα της «φυσαλίδας επιρροής» του Ήλιου.

Αν ερωτηθεί κάποιος πώς φαντάζεται το Ηλιακό Σύστημα «απ’έξω», το πιθανότερο θα ήταν η απάντηση να ήταν κάτι σαν σφαίρα ή δίσκο- ωστόσο, με βάση μοντέλο που δημιούργησαν επιστήμονες χρησιμοποιώντας δεδομένα από αποστολές της NASA, θυμίζει μάλλον κάτι σε....κρουασάν.

Όλοι οι πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος βρίσκονται εντός μιας μαγνητικής φυσαλίδας που δημιουργείται από το υλικό που εκλύει συνεχώς ο Ήλιος, τον ηλιακό άνεμο. Έξω από τη φυσαλίδα αυτή βρίσκεται το αποκαλούμενο διαστρικό μέσο (interstellar medium)- τα ιονισμένα αέρια και μαγνητικά πεδία που γεμίζουν το Διάστημα ανάμεσα στα αστρικά συστήματα του Γαλαξία μας. Ένα διαχρονικό ερώτημα των επιστημόνων είναι το σχήμα αυτής της φυσαλίδας, η οποία ταξιδεύει στο σύμπαν καθώς ο Ήλιος μας περιστρέφεται γύρω από το κέντρο του Γαλαξία. Κατά κανόνα οι επιστήμονες θεωρούσαν πως η ηλιόσφαιρα έχει το σχήμα ενός κομήτη, με «μύτη» και μια μακριά ουρά.

Έρευνα που δημοσιεύτηκε στο Nature Astronomy τον Μάρτιο και εμφανίστηκε στο εξώφυλλο του συγκεκριμένου Journal τον Ιούλιο παρέχει μια εναλλακτική εικόνα, από την οποία απουσιάζει η ουρά: Για την ακρίβεια, φέρνει μάλλον σε ένα «ξεφουσκωμένο» κρουασάν.

Το σχήμα της ηλιόσφαιρας είναι δύσκολο να υπολογιστεί από μέσα. Το πιο κοντινό της σημείο είναι σε απόσταση άνω των 16 δισ. χλμ από τη Γη. Μόνο τα δύο διαστημόπλοια Voyager έχουν μετρήσει απευθείας την περιοχή αυτήν, παρέχοντας κάποια στοιχεία για το σχήμα.

 

NASA’s Scientific Visualization Studio/Conceptual Imaging Lab
Η άλλη εκδοχή περί του σχήματος του Ηλιακού Συστήματος. 

 

Από πλησίον της Γης, μελετούμε τα όρια του διαστρικού Διαστήματος «πιάνοντας» και παρατηρώντας σωματίδια που πετούν προς τη Γη. Αυτό περιλαμβάνει φορτισμένα σωματίδια που προέρχονται από μακρινά μέρη του Γαλαξία, τις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες, μαζί με άλλα που ήταν ήδη στο Ηλιακό Σύστημα. Αυτά ταξιδεύουν προς την ηλιόπαυση (το όριο της ηλιόσφαιρας) και αντανακλώνται πίσω στη Γη μέσω μιας σειράς από πολύπλοκες ηλεκτρομαγνητικές διαδικασίες. Αυτό που προκύπτει είναι τα αποκαλούμενα ενεργητικά ουδέτερα άτομα, που επειδή δημιουργούνται από την αλληλεπίδραση με το διαστρικό μέσο, λειτουργούν ως χρήσιμο μέσον για τη χαρτογράφηση του ορίου της ηλιόσφαιρας- και αυτός είναι ο τρόπος που το IBEX (Interstellar Boundary Explorer) της NASA μελετά την ηλιόσφαιρα, αξιοποιώντας αυτά τα σωματίδια ως «ραντάρ» για την ιχνηλάτηση του ορίου του Ηλιακού Συστήματος.

Για την ερμηνεία αυτών των πολύπλοκων δεδομένων, οι επιστήμονες χρησιμοποιούν μοντέλα υπολογιστή για τη μετατροπή τους σε προγνώσεις/ προβλέψεις ως προς τα χαρακτηριστικά της ηλιόσφαιρας. Η Μεράβ Όφερ, επικεφαλής ερευνήτρια της συγκεκριμένης μελέτης, ηγείται σχετικού εγχειρήματος στο Πανεπιστήμιο της Βοστώνης.

Η τελευταία έκδοση του μοντέλου της Όφερ χρησιμοποιεί δεδομένα από αποστολές της NASA για τον χαρακτηρισμό της «συμπεριφοράς» του υλικού στο Διάστημα, που γεμίζει τη φυσαλίδα της ηλιόσφαιρας. Η αποστολή Cassini είχε ένα όργανο σχεδιασμένο για τη μελέτη των σωματιδίων που είναι παγιδευμένα στο μαγνητικό πεδίο του Κρόνου, το οποίο έκανε επίσης παρατηρήσεις σωματιδίων που αντανακλώνται πίσω προς το εσώτερο Ηλιακό Σύστημα. Οι μετρήσεις αυτές είναι παρόμοιες με αυτές του ΙΒΕΧ, αλλά παρέχουν μια ξεχωριστή οπτική ως προς το όριο της ηλιόσφαιρας. Επιπρόσθετα, η αποστολή New Horizons είχε πραγματοποιήσει μετρήσεις «pick-up» ιόντων, σωματιδίων που ιονίζονται έξω στο Διάστημα και συλλέγονται και κινούνται μαζί με τον ηλιακό άνεμο. Λόγω της διαφορετικής προέλευσής τους σε σχέση με τα σωματίδια του ηλιακού ανέμου που προέρχεται από τον Ήλιο, τα ιόντα αυτά είναι πολύ θερμότερα από άλλα σωματίδια του ηλιακού ανέμου- και πάνω σε αυτό «πατάει» η δουλειά της Όφερ.

 

NASA’s Goddard Space Flight Center/Conceptual Image Lab
Η ηλιόσφαιρα μπλοκάρει πολλές κοσμικές ακτίνες, προστατεύοντας τους πλανήτες από τις επιπτώσεις τους. 

 

«Υπάρχουν δύο ρευστά που αναμειγνύονται. Έχεις ένα που είναι πολύ ψυχρό και ένα που είναι πολύ θερμότερο, τα pick-up ιόντα» λέει η ίδια. «Αν έχεις ψυχρό ρευστό και θερμό ρευστό, και τα βάλεις στο Διάστημα, δεν αναμειγνύονται – θα εξελιχθούν κυρίως χωριστά. Αυτό που κάναμε ήταν να διαχωρίσουμε αυτά τα δύο συστατικά του ηλιακού ανέμου και να φτιάξουμε μοντέλο του τρισδιάστατου σχήματος της ηλιόσφαιρας».

Λαμβάνοντας υπόψιν τα συστατικά του ηλιακού ανέμου ξεχωριστά, σε συνδυασμό με προηγούμενες έρευνες της Όφερ, δημιουργήθηκε το συγκεκριμένο σχήμα, από το οποίο απουσιάζει η «παραδοσιακή» μεγάλη ουρά που προέβλεπαν πολλοί επιστήμονες.

Το σχήμα της ηλιόσφαιρας είναι σημαντικό (και) από επιστημονικής πλευράς, καθώς λειτουργεί ως «ασπίδα» του Ηλιακού Συστήματος απέναντι στον υπόλοιπο γαλαξία: Γεγονότα σε άλλα αστρικά συστήματα, όπως πχ σουπερνόβα, μπορούν να επιταχύνουν σωματίδια σε ταχύτητες που φτάνουν σχεδόν αυτή του φωτός. Τα σωματίδια αυτά εκτοξεύονται προς όλες τις κατευθύνσεις- και προς το Ηλιακό Σύστημα. Ωστόσο η ηλιόσφαιρα λειτουργεί προστατευτικά, απορροφώντας περίπου τα 3/4 αυτών των εξαιρετικά ενεργητικών σωματιδίων (γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες). Αυτά που περνούν μπορούν να προκαλέσουν καταστροφές: Στη Γη μπορεί να προστατευόμαστε λόγω του μαγνητικού πεδίου του πλανήτη μας και της ατμόσφαιρας, αλλά τα τεχνολογικά μέσα και οι αστροναύτες στο Διάστημα εκτίθενται. Τόσο τα ηλεκτρονικά όσο και τα ανθρώπινα κύτταρα μπορούν να υποστούν ζημιά λόγω της ακτινοβολίας αυτής, η οποία είναι και δύσκολο να μπλοκαριστεί. Η ηλιόσφαιρα είναι η κύρια άμυνα απέναντι στις γαλαξιακές κοσμικές ακτίνες, οπότε η κατανόηση του σχήματος και του τρόπου που αυτό επηρεάζει την προστασία μας είναι σημαντικός παράγων ως προς τον σχεδιασμό ρομποτικών και επανδρωμένων εξερευνητικών αποστολών.

Ακόμη, το σχήμα παίζει ρόλο και όσον αφορά στην αναζήτηση ζωής σε άλλους κόσμους: Η ακτινοβολία μπορεί να καταστήσει έναν κόσμο αφιλόξενο για ζωή, κάτι που αποφεύγουμε στο Ηλιακό Σύστημα χάρη σε αυτήν ακριβώς την «ασπίδα». Καθώς μαθαίνουμε περισσότερα για το πώς η ηλιόσφαιρα προστατεύει το Ηλιακό Σύστημα, και πώς αυτή η προστασία μπορεί να έχει αλλάξει στην ιστορία του, είναι δυνατή η αναζήτηση άλλων αστρικών συστημάτων με παρόμοιες προστασίες.

Αμερικανικές Εκλογές
Δημοσκοπήσεις, ειδήσεις και αναλύσεις για τις αμερικανικές εκλογές από την HuffPost

Sponsored Post