NASAs tvilling STEREO-rumfartøj har studeret solen siden deres lancering i 2006. Men missionen gjorde en overraskende og uventet opdagelse ved at registrere partikler fra kanten af solsystemet, og for første gang har videnskabsmænd nu været i stand til at kortlægge regionen hvor den varme solvind mødes med det kolde interstellare medium. Dette blev dog ikke gjort med optiske instrumenter, der blev afbildet i synligt lys, men ved at kortlægge regionen ved hjælp af neutrale eller uladede atomer. Dette gennembrud er en "ny type astronomi, der bruger neutrale atomer," sagde Robert Lin fra University of California Berkeley og førende for den supratermale elektronføler ombord STEREO. "Du kan ikke få et globalt billede af denne region, en af de sidste uudforskede regioner i heliosfæren, på anden måde, fordi det er for hårdt til at kunne ses af normale optiske teleskoper." Resultaterne hjælper også med at afhjælpe en uoverensstemmelse i mængden af energi i regionen, der findes af rumfartøjet Voyager 2, da det passerede gennem solsystemets kant sidste år.
Heliosfæren strækker sig fra solen til mere end to gange afstanden fra Pluto. Ud over dens kant, kaldet heliopausen, ligger den relative stilhed i det interstellare rum, omkring 100 astronomiske enheder (AU) - 100 gange jord-solafstanden. Termineringschokket er regionen i heliosfæren, hvor den supersoniske solvind bremser til subsonisk hastighed, når den smelter sammen med det interstellære medium. Heliosheathen er det område, der kaster plasma mellem chockfronten og det interstellare medium.
Det tvilling STEREO-rumfartøj i Jordens bane om solen tager stereobilleder af solens overflade og måler magnetiske felter og ionflukser forbundet med soleksplosioner.
Mellem juni og oktober 2007 opdagede imidlertid supratermal elektronføler i IMPACT (in situ-måling af partikler og CME-transienter) instrumenter om bord på hvert STEREO-rumfartøj neutrale atomer, der stammer fra både chockfronten og heliosheathen ud over.
”De supratermale elektronsensorer var designet til at detektere ladede elektroner, som svinger i intensitet afhængigt af magnetfeltet,” sagde hovedforfatter Linghua Wang, en kandidatstuderende i UC Berkeleys afdeling for fysik. ”Vi var overrasket over, at disse partikelintensiteter ikke var afhængige af magnetfeltet, hvilket betød, at de skal være neutrale atomer.”
UC Berkeley-fysikere konkluderede, at disse energiske neutrale atomer oprindeligt var ioner, der blev opvarmet ved afslutningen, som mistede deres ladning til kolde atomer i det interstellære medium og, ikke længere hindret af magnetiske felter, flød tilbage mod solen og ind i de supratermale elektronsensorer på STEREO .
”Dette er den første kortlægning af energiske neutrale partikler ud over heliosfæren,” sagde Lin. ”Disse neutrale atomer fortæller os om de varme ioner i heliosheathen. Ionerne opvarmes i termineringsstødbytterladningen med de kolde, neutrale atomer i det interstellære medium for at blive neutrale og strømmer derefter tilbage ind. ”
Ifølge Lin er de neutrale atomer sandsynligvis brint, da de fleste af partiklerne i det lokale interstellare medium er brint.
Resultaterne fra STEREO, der blev rapporteret i tidsskriftet Nature den 3. juli, rydder op for et uoverensstemmelse i den mængde energi, der blev dumpet i rummet af den decelererende solvind, der blev opdaget sidste år, da Voyager 2 krydsede solsystemets afslutningsstød og trådte ind i omgivende heliosheath.
Den nyligt opdagede befolkning af ioner i heliosheath indeholder omkring 70 procent af energien, der er spredt i termineringschokket, nøjagtigt den mængde, som Voyager 2's instrumenter ikke har medtaget, konkluderede UC Berkeley-fysikerne. Voyager 2-resultaterne rapporteres i den samme udgave af Nature.
En ny NASA-mission, Interstellar Boundary Explorer (IBEX), er planlagt til lancering senere på året for at kartlægge de lavere energi-energiske ioner i heliosheath ved hjælp af energiske neutrale atomer for at opdage strukturen for afslutningschok og hvordan brint ioner accelereres der.
Original nyhedskilde: EurekAlert
