Pomalšie Slnko, než sa doposiaľ myslelo

NASA misia IBEX naďalej mení naše predstavy o heliosfére.

Heliosféra, magnetická bublina obklopujúca naše Slnko do násobne väčšej než je vzdialenosť Pluta od Slnka, je iná než sme si uplynulých 30 rokov mysleli. Predstavu o jej tvare a základnej štruktúre v posledných desaťročiach ilustruje dobre známy nasledujúci obrázok.

Na ňom vidíme tri základné hranice medzi heliosférou a medzihviezdnym priestorom. Termination shock, najbližší k Slnku, v slovenčine terminačná rázová vlna, je hranica kde rýchlosť slnečného vetra skokovo prechádza z nadzvukovej do podzvukovej rýchlosti. Oddeľuje priestor v okolí Slnka kde sa slnečný vietor pohybuje rýchlosťou približne 400 kilometrov za sekundu. Za terminačnou rázovou vlnou nasleduje oblasť nazývaná heliosheat (héliosférická obálka) kde sa slnečný vietor postupne spomaľuje z rýchlosti približne 100 kilometrov za sekundu na ktorú klesol hneď za terminačnou rázovou vlnou. Heliosférickú obálku končí heliopauza, hranica kde je slnečný vietor zastavený medzihviezdnym materiálom. Keďže sa Slnko a s ním celá heliosféra pohybujú voči centru Galaxie a tým voči medzihviezdnému prostrediu, vzniká pri jeho interakcii s heliosférou takzvaný bow shock, oblúková rázová vlna (názov podľa predku lode, kde vzniká podobná vlna) kde spomaľuje materiál medzihviezdného prostredia voči heliosfére.  

Jav podobný terminačnej rázovej vlne heliosféry, pri ktorom rýchlo tečúca kvapalina skokovo spomalí svoju rýchlosť, môžete pozorovať vo vašej kuchyni, kde voda z vodovodu náhle spomalí svoju rýchlosť.

Vyššie uvedená predstava o základnej štruktúre heliosféry a jej okolí bola po desaťročiach letu v prvej časti potvrdená obomi Voyagermi. Voyager 1 minul terminačnú rázovú vlnu heliosféry v roku 2005 a Voyager 2 v roku 2007.

Merania iónov a neutrálnych atómov misie Cassini zverejnené v roku 2009 naznačujú, že tvar heliosféry nie je podobný tvaru kométy ale je skôr podobný guli. A predstava o tvare heliosféry, ako ju ukazuje nasledujúci obrázok, sa zmenila, no tri hranice v nej stále ostávali.

Tu prichádza na scénu misia IBEX.  Po prvom prekvapení, ktorým bolo objavenie pruhu neutrálnych častíc na hranici heliosféry, bez konkluzívneho vysvetlenia doteraz, avšak s jasným posolstvom, že niečo v našej predstave heliosféry je určite nesprávne. IBEX pokračoval v prekvapeniach, nedávno prezentoval výsledky, podľa ktorých je zloženie medzihviezdnej hmoty iné než zloženie heliosféry. To znamená, že sa naše Slnko sformovalo v inej časti Galaxie bohatšej na kyslík, než v akej sa nachádza teraz. Alebo, že časť kyslíka je v medzihviezdnom priestore v ktorom sa heliosféra v súčasnosti nachádza "skrytá" v galaktickom materiáli ako je ľad či prach.

Aktuálne prichádza IBEX s ďalším prekvapením. S pomocou modelu využívajúceho aktuálne merania sondy IBEX tím vypočítal, že Slnko a s ním celá heliosféra sa pohybuje rýchlosťou 83 700 kilometrov za hodinu (voči centru Galaxie), čo je približne o 11 tisíc kilometrov za hodinu pomalšie než sa predpokladalo doteraz. Aj keď sa nezdá, že by šlo o veľkú zmenu, napriek tomu má táto zmena významný dôsledok. Znamená to, že heliosfére chýba oblúková rázová vlna (bow shock). Rýchlosť heliosféry podľa nových meraní a simulácii IBEX tímu nestačí na jej vytvorenie. Odmyslime si teda zo štruktúry heliosféry jej poslednú tretiu hranicu.       

Ide o mimoriadne prekvapivé zistenie. Hlavný výskumník projektu David McComas označil zmiznutie oblúkovej rázovej vlny z obrazu heliosféry po troch desaťročiach čo táto predstava pretrvávala ako šok. Nové zistenie má svoje potenciálne významné dôsledky. Pri pomalšej heliosfére je tlak okolitého materiálu na heliosféru menší a tak je heliosféra väčšia. To znamená, že lepšie odtieňuje galaktické kozmické žiarenie. To môže mať vplyv na evolúciu života na Zemi. Je možné, že nižšia rýchlosť hviezdy voči okolitému prostrediu a tým vytvorenie dostatočnej radiačnej ochrany voči vonkajšiemu žiareniu je podmienkou na vznik a evolúciu života v okolitej astrosfére.

Podobné oblúkové rázové vlny aká nám aktuálne zmizla z obrazu našej heliosféry nechýbajú iným astrosféram. Príklad oblúkovej rázovej vlny v okolí hviezdy R Hydrae ukazuje obrázok z infračerveného teleskopu Spitzer.

Zdroj: www.sciencemag.org