Δευτέρα, 24 Απριλίου 2017

Οι αποστολές Κασσίνι και Βόγιατζερ προτείνουν μια νέα εικόνα της αλληλεπίδρασης του Ήλιου με τον γαλαξία.

Ο διακεκριμένος ακαδημαϊκός-διαστημικός επιστήμονας Δρ. Σταμάτης Κριμιζής, και ο Δρ. Κώστας Διαλυνάς, διαστημικός επιστήμονας της Ακαδημίας Αθηνών, μας μιλούν μέσα από το άρθρο που ακολουθεί για μία νέα συναρπαστική ανακάλυψη

24 Απριλίου 2017 από την Sarah Frazier

Νέα δεδομένα από τις αποστολές Κασσίνι, Βόγιατζερ και τον εξερευνητή των Διαστρικών συνόρων (Interstellar Boundary Explorer) της NAΣA δείχνουν ότι η Ηλιόσφαιρα - η ¨φυσαλίδα¨ της μαγνητικής επιρροής του ήλιου που περιβάλλει το εσωτερικό ηλιακό σύστημα - μπορεί να είναι πολύ πιο συμπαγής και σφαιρική από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί. Η εικόνα στα αριστερά δείχνει ένα συμπαγές μοντέλο της ηλιόσφαιρας, που τεκμηριώνεται από αυτά τα τελευταία δεδομένα, ενώ η εικόνα στα δεξιά δείχνει ένα εναλλακτικό μοντέλο με εκτεταμένη κόμη. Η βασική διαφορά είναι η έλλειψη στο νέο μοντέλο, μιας ουράς που μοιάζει με κομήτη, σε μια πλευρά της ηλιόσφαιρας. Αυτή η ουρά εμφανίζεται στο παλιό μοντέλο με ανοιχτό μπλε χρώμα.
Εικόνα: Dialynas, et al. (αριστερά), και NAΣA (δεξιά)

Νέα στοιχεία από την αποστολή Κασσίνι της NAΣA σε συνδυασμό με μετρήσεις από τα δύο διαστημόπλοια Βόγιατζερ και το Interstellar BoundaryExplorer ή IBEX, δείχνουν ότι ο ήλιος και οι πλανήτες μας περιβάλλονται από ένα γιγαντιαίο, σφαιρικό σύστημα μαγνητικού πεδίου προερχόμενο από τον ήλιο –γεγονός που θέτει υπό αμφισβήτηση την εναλλακτική άποψη των ηλιακών μαγνητικών πεδίων που βρίσκονται πίσω από τον ήλιο σε σχήμα που μοιάζει με μακριά ουρά ενός κομήτη.

Ο ήλιος απελευθερώνει μια σταθερή εκροή μαγνητικού υλικού, που ονομάζεται ηλιακός άνεμος ,το οποίο κατακλύζει το εσωτερικό ηλιακό σύστημα, φτάνοντας πολύ πέρα ​​από την τροχιά του Ποσειδώνα. Αυτός ο ηλιακός άνεμος δημιουργεί μια ¨φούσκα¨, περίπου 23 δισ. μιλίων, που ονομάζεται Ηλιόσφαιρα. Ολόκληρο το ηλιακό μας σύστημα, συμπεριλαμβανομένης και της ηλιόσφαιρας, κινείται μέσα στον διαστρικό χώρο. Η επικρατούσα εικόνα της ηλιόσφαιρας ήταν μια δομή με σχήμα κομήτη, με στρογγυλεμένη κεφαλή και εκτεταμένη ουρά. Αλλά τα νέα στοιχεία που καλύπτουν ολόκληρο 11ετή κύκλο της  ηλιακής δραστηριότητας δείχνουν ότι κάτι τέτοιο μπορεί και να μην ισχύει: η ηλιόσφαιρα μπορεί να …στρογγυλοποιείται και στις δύο άκρες, κάνοντας το σχήμα της σχεδόν σφαιρικό. Μία εργασία σχετικά με αυτά τα αποτελέσματα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό και ιστότοπο Nature Astronomy σήμερα 24 Απριλίου 2017.

"Αντί για μια παρατεταμένη ουρά που μοιάζει με κομήτη, αυτό το τραχύ σχήμα φυσαλίδων της ηλιόσφαιρας οφείλεται στο ισχυρό διαστρικό μαγνητικό πεδίο - πολύ ισχυρότερο από αυτό που είχε θεωρηθεί στο παρελθόν-σε συνδυασμό με το γεγονός ότι η αναλογία μεταξύ της πίεσης των σωματιδίων και της μαγνητικής πίεσης στο εσωτερικό του λεγόμενου ¨ Ηλιοσφαιρικού κολεού¨ (heliosheath) είναι υψηλή ", δήλωσε ο Κώστας Διαλυνάς, διαστημικός επιστήμονας της Ακαδημίας Αθηνών στην Ελλάδα και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Ένα σημαντικό επιστημονικό όργανο, η διαστημοσυσκευή Κασσίνι, το οποίο έχει εξερευνήσει το σύστημα του πλανήτη Κρόνου εδώ και μια δεκαετία, έχει δώσει στους επιστήμονες κρίσιμες, νέες ενδείξεις σχετικά με το σχήμα του τελικού άκρου της ηλιόσφαιρας, που συχνά ονομάζεται ¨ουρά της ηλιόσφαιρας¨ (heliotail). Όταν τα φορτισμένα σωματίδια από το εσωτερικό ηλιακό σύστημα φτάνουν στο όριο της ηλιόσφαιρας υποβάλλονται μερικές φορές σε μια σειρά ανταλλαγών ηλεκτρικών φορτίων που ¨πέφτουν¨ και επανακτώνται καθώς ταξιδεύουν μέσα από αυτή την τεράστια περιοχή. Ορισμένα από αυτά τα σωματίδια επιστρέφουν πίσω προς το εσωτερικό ηλιακό σύστημα ως ταχέως κινούμενα ουδέτερα άτομα, τα οποία μπορούν να μετρηθούν από το Κασσίνι.

Πολλά αστέρια παρουσιάζουν ουρές που τα ακολουθούν πίσω τους σαν μια ουρά κομήτη, υποστηρίζοντας την ιδέα ότι το ηλιακό μας σύστημα έχει και αυτό μια παρόμοια…ουρά. Ωστόσο, νέα στοιχεία από τις αποστολές Κασσίνι, Βόγιατζερ και Interstellar Boundary της NAΣA δείχνουν ότι το τέλος του ηλιακού μας συστήματος μπορεί να μην εκτείνεται σε μια μακριά ουρά. Από πάνω αριστερά και αριστερόστροφα, τα αστέρια που εμφανίζονται είναι τα : LL του Ωρίωνα, ο BZ στον αστερισμό Κάμινο και ο Μίρα (Ο λεγόμενος ¨Θαυμάσιος¨ στον αστερισμό του Κήτους) .
Εικόνα: NASA / HST / R.Casalegno / GALEX

"Το πείραμα Κασσίνι σχεδιάστηκε για να απεικονίσει τα ιόντα που είναι παγιδευμένα στη μαγνητόσφαιρα του Κρόνου", δήλωσε ο διακεκριμένος ακαδημαϊκός-διαστημικός επιστήμονας Δρ. Σταμάτης Κριμιζής (Tom Krimigis), επικεφαλής των οργάνων-πειραμάτων των αποστολών Βόγιατζερ και Κασσίνι της NASA με έδρα στο Εργαστήριο Εφαρμοσμένης Φυσικής του Πανεπιστημίου Johns Hopkins στο Λορέλ του Μέρυλαντ, και συντάκτη της σχετικής μελέτης. «Δεν πιστεύαμε ποτέ ότι θα δούμε αυτό που βλέπουμε και ότι θα μπορέσουμε να φανταστούμε τα όρια της ηλιόσφαιρας» δηλώνει ο Δρ. Σταμάτης Κριμιζής.

Επειδή αυτά τα σωματίδια κινούνται σε ένα μικρό κλάσμα της ταχύτητας του φωτός, τα ταξίδια τους από τον ήλιο στην άκρη της ηλιόσφαιρας και πάλι πίσω χρειάζονται χρόνια. Έτσι, όταν ο αριθμός των σωματιδίων που προέρχονται από τον ήλιο αλλάζει - συνήθως ως αποτέλεσμα του 11ετούς κύκλου δραστηριότητάς του - χρειάζονται χρόνια πριν κάτι τέτοιο να αντανακλά, στις σχετικές μελέτες, την ποσότητα των ουδέτερων ατόμων που επιστρέφουν στο ηλιακό σύστημα.

Οι νέες μετρήσεις του Κασσίνι για αυτά τα ουδέτερα άτομα αποκάλυψαν κάτι απροσδόκητο - τα σωματίδια που προέρχονται από την ουρά της ηλιόσφαιρας αντικατοπτρίζουν τις αλλαγές στον ηλιακό κύκλο σχεδόν εξίσου γρήγορα με εκείνα που έρχονται από τη άκρη της ηλιόσφαιρας.

¨Εάν η «ουρά» της ηλιόσφαιρας είναι απλωμένη σαν κομήτης, αναμένουμε ότι τα μοτίβα του ηλιακού κύκλου θα εμφανιστούν πολύ αργότερα στα μετρούμενα ουδέτερα άτομα¨, δήλωσε ο Δρ. Σταμάτης Κριμιζής.

Νέα δεδομένα από τις αποστολές Κασσίνι, Βόγιατζερ και τον εξερευνητή των Διαστρικών συνόρων (Interstellar Boundary Explorer) της NAΣA δείχνουν ότι η Ηλιόσφαιρα - η ¨φυσαλίδα¨ της μαγνητικής επιρροής του ήλιου που περιβάλλει το εσωτερικό ηλιακό σύστημα - μπορεί να είναι πολύ πιο συμπαγής και σφαιρική από ό, τι είχε προηγουμένως θεωρηθεί. Η εικόνα αυτή δείχνει ένα συμπαγές μοντέλο της ηλιόσφαιρας, που τεκμηριώνεται από αυτά τα τελευταία δεδομένα. Η κύρια διαφορά ανάμεσα σε αυτό και στα προηγούμενα μοντέλα είναι έλλειψη μιας ουράς που μοιάζει με κομήτη, στη μια πλευρά της ηλιόσφαιρας.
Εικόνα: Dialynas, et al.

Αλλά επειδή τα μοτίβα από την ηλιακή δραστηριότητα δείχνουν να είναι εξίσου γρήγορα με τα σωματίδια της ουράς όπως αυτά στην άκρης της ηλιόσφαιρας, αυτό υπονοεί ότι η ουρά της είναι περίπου στην ίδια απόσταση από εμάς όπως και η άκρη της. Αυτό σημαίνει ότι η μακρά ουρά που μοιάζει με κομήτης και που οραματίστηκε από τους επιστήμονες μπορεί να μην υπάρχει καθόλου - αντίθετα, η ηλιόσφαιρα μπορεί να είναι σχεδόν σφαιρική και συμμετρική.

Μια …¨στρογγυλεμένη¨ ηλιόσφαιρα θα μπορούσε να προέλθει από ένα συνδυασμό παραγόντων. Δεδομένα από το Βόγιατζερ 1 δείχνουν ότι το διαστρικό μαγνητικό πεδίο πέρα από την ηλιόσφαιρα είναι ισχυρότερο από ό,τι πιστεύαν οι επιστήμονες, πράγμα που σημαίνει ότι θα μπορούσε να αλληλεπιδράσει με τον ηλιακό άνεμο στις άκρες της ηλιόσφαιρας και να συμπτύξει την ουρά της ηλιόσφαιρας.

Η δομή της ηλιόσφαιρας παίζει μεγάλο ρόλο στο πώς τα σωματίδια από το διαστρικό διάστημα που ονομάζονται ¨κοσμικές ακτίνες¨ φτάνουν στο εσωτερικό ηλιακό σύστημα, όπου βρίσκονται η Γη και οι άλλοι πλανήτες.

"Αυτά τα δεδομένα που παρέχουν οι διαστημοσυσκευές (τα λεγόμενα και πειράματα)Βόγιατζερ 1, Βόγιατζερ 2, Κασσίνι και IBEX στην επιστημονική κοινότητα είναι  μια αναπάντεχη τύχη για τη μελέτη των μακρινών φαινομένων του ηλιακού ανέμου", δήλωσε ο Arik Posner, επιστημονικός προγραμματιστής των Βόγιατζερ και IBEX στα κεντρικά γραφεία της NAΣA στην Ουάσιγκτον, ο οποίος δεν συμμετείχε σε αυτή τη μελέτη. "Συνεχίζουμε να συλλέγουμε δεδομένα από τις ακμές της ηλιόσφαιρας. Τα δεδομένα αυτά θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε καλύτερα τα διαστρικά όρια που βοηθούν στην προστασία του περιβάλλοντος της Γης από τις επιβλαβείς κοσμικές ακτίνες".


-   Περισσότερες πληροφορίες: K. Dialynas et al. The bubble-like shape of the heliosphere observed by Voyager and Cassini, Nature Astronomy (2017). DOI: 10.1038/s41550-017-0115 
-           
Δημοσιογραφικές αναφορές: Nature Astronomy




Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου (οι λέξεις με τα μπλε γράμματα)
         
Απόδοση στα Ελληνικά : Δημήτρης Γκίκας.
Για διορθώσεις, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com