Solvindsbubblan som skyddar jorden har kartlagts för första gången

Werner Heil / NASA

2009 använde NASA:s Interstellar Boundary Explorer, även känd som IBEX, spanade astronomer en konstig bandliknande struktur som dansade mellan vårt solsystem och resten av det interstellära rymden.

Upptäckten av IBEX-bandet, som är osynligt för både teleskop och det mänskliga ögat, var en av forskarnas första försök att förstå mer om vår heliosfär - en bubbelliknande sköld som består av solvindar.

En ny studie publicerad i Astrophysical Journal kartlägger hela gränsen för denna sköld, och de insamlade uppgifterna kan användas för att inleda en ny era av heliofysik utforskning.

De flesta instrument som upptäcker partiklar i rymden upptäcker laddade partiklar, säger man Daniel Reisenfeld , en senior scientist vid Los Alamos National Laboratory i New Mexico och huvudförfattare till studien. Men IBEX är unikt.

Den upptäcker energiska neutrala atomer, eller ENA-joner som ursprungligen kommer från solen men kolliderar med interstellära elektroner och neutraliserar dem. Dessa atomer kan hittas överallt i rymden, och att observera ENA-flöden över tiden kan vara ett kraftfullt bildverktyg.

Så vad exakt var det mystiska bandet? Forskare har sedan dess fastställt att det de såg var en gigantisk sträng av ENA som lyste upp natthimlen.

Med hjälp av data som IBEX samlat in på ENA när den bara kartlade en 11-årig solcykel, tiden mellan skiftningar i solens magnetfält, byggde forskare en tredimensionell karta över hela heliosfären, som enligt Reisenfeld skyddar jorden och andra planeter från skadlig strålning .

Vår jord bombarderas av kosmiska strålar, galaktiska kosmiska strålar hela tiden, säger han. Dessa strålar kan subtilt påverka flygplan som flyger nära polerna, ofta på resor mellan Europa eller Asien och USA.

Forskare säger att för att studera andra planeters astrosfärer, vilket är vad heliosfärer kallas när de omger andra stjärnor, måste vi först förstå våra egna.

Många fysiska modeller som utvecklas just nu är baserade på upptäckterna av IBEX-uppdraget, säger Nikolai Pogorelov, en professor i rymdvetenskap vid University of Alabama i Huntsville. Det är inte bara experimentellt, säger han och tillägger att det kommer att användas för [ett] verkligt syfte.

Även om Reisenfelds karta inte är en exakt modell av heliosfären, är den en startpunkt för andra solrelaterade uppdrag. NASA:s Marshall Space Flight Center planerar nu för en Solar Cruiser, som man hoppas kunna lansera på IMAP uppdrag någon gång under 2025.

Forskare har redan kartlagt utsikten från en rymdfarkoster som kretsar runt solen , men tillsammans med att förutsäga rymdväder kommer ett av kryssarens mål att vara att sväva över solens poler och möjliggöra tredimensionell kartläggning under det kommande decenniet, ungefär som IBEX har gjort.

Relaterad berättelse

Astronomer tyckte att kometen Borisov var ganska tråkig. De hade fel. Den interstellära kometens orörda natur är ett tecken på att vårt solsystem kanske inte skiljer sig så mycket från andra i galaxen.

Enligt Roshanak Hakimzadeh, en programforskare för heliofysikavdelningen vid NASA, kan projektet hjälpa astronomer att lära sig mer om solens rotation och om koronala massutstötningar, eller CME, kraftfulla utbrott av plasma på solens yta.

Medan traditionella rymdfarkoster använder kombinationer av flytande väte och vätgas, kommer kryssaren att använda solsegelteknologi och, när den väl har släppts av IMAP, kommer den att driva sig själv längs stjärnorna med hjälp av solstrålningstrycket. Med sina 1 700 kvadratmeter blir det det största kosmiska segel som någonsin flugits.

Vi är på väg mot att göra rymdutforskning mer genomförbart och ekonomiskt, säger Rohan Sood , chef för University of Alabamas Astrodynamics and Space Research Laboratory.

Tillsammans med Marshall har Soods team fokuserat på banadesigner för kryssaren, som är inställd på att övervaka solen nära L1 Lagrange Point — en plats mellan jorden och solen där deras gravitationskrafter tar ut varandra.

Huruvida framtida solrelaterade uppdrag kommer att ge människor en större förståelse för hela universum är fortfarande uppe för debatt, men Sood säger att de kan ge viktiga ledtrådar till hur solsystemet fortsätter att utvecklas.

Dölj