Batas antara tata surya kita dan ruang antarbintang dipetakan untuk pertama kalinya

Menggunakan data dari satelit IBEX NASA, para ilmuwan menciptakan peta 3D pertama dari batas antara tata surya kita dan ruang antarbintang.

Untuk pertama kalinya, batas heliosfer telah dipetakan, memungkinkan para ilmuwan untuk lebih memahami interaksi angin matahari dan antarbintang.

“Model fisika telah berteori batas ini selama bertahun-tahun,” kata Dan Reisenfeld, seorang ilmuwan di Los Alamos National Laboratory dan penulis utama makalah yang im. telah diterbitkan Jurnal Astrofisika pada 10 Juni 2021. “Tapi ini pertama kalinya kami benar-benar dapat mengukurnya dan membuat peta tiga dimensi darinya.”

Heliosphere adalah gelembung yang diciptakan oleh angin matahari, aliran sebagian besar proton, elektron, dan partikel alfa, yang membentang dari matahari ke ruang antarbintang dan melindungi bumi dari radiasi antarbintang yang berbahaya.

Reisenfeld dan tim ilmuwan lain menggunakan data dari satelit Interstellar Boundary Explorer (IBEX) NASA di orbit Bumi, yang mendeteksi partikel yang berasal dari heliosheath, lapisan batas antara tata surya dan ruang antarbintang. Tim dapat memetakan tepi zona ini – wilayah yang dikenal sebagai heliopause. Di sini angin matahari, yang mendorong ke ruang antarbintang, bertabrakan dengan angin antarbintang, yang mendorong ke arah matahari.

Peta tiga dimensi pertama dari batas antara tata surya kita dan ruang antarbintang – wilayah yang dikenal sebagai heliopause. Kredit foto: Laboratorium Nasional Los Alamos

Untuk melakukan pengukuran ini, mereka menggunakan teknik yang mirip dengan yang digunakan kelelawar untuk menggunakan sonar. “Sama seperti kelelawar mengirimkan pulsa sonar ke segala arah dan menggunakan sinyal kembali untuk membuat peta mental lingkungan mereka, kami menggunakan angin matahari matahari, yang memancar ke segala arah, untuk membuat peta heliosfer,” kata Reisenfeld.

Untuk melakukan ini, mereka menggunakan pengukuran atom netral energik (ENA) dari satelit IBEX, yang dihasilkan dari tabrakan antara partikel angin matahari dan angin antarbintang. Intensitas sinyal ini tergantung pada intensitas angin matahari yang mengenai heliosheath. Ketika gelombang menghantam lambung kapal, jumlah ENA meningkat dan IBEX dapat mendeteksinya.

“‘Sinyal’ angin matahari yang dipancarkan oleh matahari bervariasi dalam kekuatannya dan membentuk pola yang unik,” jelas Reisenfeld. “IBEX akan melihat pola yang sama dalam sinyal ENA yang kembali dua hingga enam tahun kemudian, tergantung pada energi ENA dan arah yang dilihat IBEX melalui heliosfer. Dengan perbedaan waktu ini, kami telah menentukan jarak ke wilayah sumber ENA pada arah tertentu.”

Mereka kemudian menggunakan metode ini untuk membuat peta tiga dimensi menggunakan data yang dikumpulkan selama siklus matahari penuh dari 2009 hingga 2019.

“Dengan begitu, kita bisa melihat batas heliosfer seperti kelelawar menggunakan sonar untuk ‘melihat’ dinding gua,” tambahnya.

Alasan mengapa sinyal kembali ke IBEX begitu lama adalah karena jarak yang jauh. Jarak di tata surya diukur dalam satuan astronomi (AU), di mana 1 AU adalah jarak dari bumi ke matahari. Peta Reisenfeld menunjukkan bahwa jarak minimum matahari ke heliopause dalam arah angin antarbintang adalah sekitar 120 AU dan dalam arah yang berlawanan setidaknya 350 AU, yang merupakan batas jarak dari teknik probing. Sebagai referensi, orbit Neptunus memiliki lebar sekitar 60 AU.

Referensi: “Peta Tiga Dimensi Heliosphere dari IBEX” oleh Daniel B. Reisenfeld, Maciej Bzowski, Herbert O. Funsten, Jacob Heerikhuisen, Paul H. Janzen, Marzena A. Kubiak, David J. McComas, Nathan A. Schwadron , Justyna M. Sokół, Alex Zimorino dan Eric J. Zirnstein, 10 Juni 2021, Jurnal Astrofisika.
DOI: 10.3847 / 1538-4365 / abf658