Seal, kus päikesetuul vaibub: Kitsast taevalõigust tulvab meie poole rohkem osakesi kui kuskilt mujalt

Kaugel-kaugel Neptuuni orbiidi taga mõjutavad päikesetuul ja tähtedevaheline keskkond teineteist, tekitades piirkonna, mida nimetatakse sisemiseks päikesetuule-varjestustsooniks (ingl inner heliosheath).

Tsooni sisekülg puutub kokku „terminatsioonišoki“-piirkonnaga, kus päikesetuule kiirus muutub väiksemaks helikiirusest (ingl termination shock), välimine külg aga tähtedevahelise tuule ja päikesetuule tasakaalupiirkonna e heliopausiga (ingl heliopause).

Teadusžurnaalis Astrophysical Journal Letters äsja ilmunud uurimus kirjeldab satelliidi IBEX abil kogutud andmeid tähtedevahelise ruumi piiriala simulatsioonidega kombineerides senisest paremini meie galaktilist kodukanti, vahendab SciTechDaily.

Kohe pärast NASA tähtedevahelise keskkonna piiriala uurimise tehiskaaslase IBEX (ingl Interstellar Boundary Explorer) üleslennutamist täheldas satelliit kitsas kosmosepiirkonnas huvitavat anomaaliat: ühest pikast, kitsast taevalõigust tulvas osakesi meie poole rohkem kui kusagilt mujalt. Nn IBEXi-riba (ingl IBEX ribbon) päritolu oli teadmata, kuid selle olemasolu ajendas teadlasi pöörama pilku meie Päikesesüsteemist väljapoole lootuses selle kohta rohkem teada saada — samamoodi nagu vihmapiisad aknalaual võimaldavad teha järeldusi ilmastikuolude kohta akna taga.

Uurijate loodud simulatsioonis on näha eri energiatasemete ehk kiirustega riba-osakesed väljaspool heliopausi (mis on joonisel tähistatud lühendiga HP). IBEXi-riba-osakesed suhestuvad tähtedevahelise magnetväljaga (mis on joonisel tähistatud lühendiga ISMF) ja suunduvad edasi Maa poole, jättes üheskoos mulje üle terve laotuse küündivast lindist.

Uus uurimus rajaneb ühel konkreetsel IBEXi-riba päritolu selgitaval hüpoteesil, mille kohaselt ribavööndist lähtuvad osakesed kujutavad endast tegelikult pärast pikka teekonda Päikese magnetvälja piirini sealt meie poole tagasi peegeldatud Päikese-osakesi. Päikest ümbritseb nimelt tohutute mõõtmetega „mull“, nn heliosfäär, mida täidab nn päikesetuul — Päikesest lakkamatult välja tulvava ioniseeritud gaasi e plasma voog. Kui voogu moodustavad osakesed jõuavad heliosfääri piirini, muutub nende liikumine keerulisemaks.

„Hüpoteesi kohaselt saadetakse mõned päikesetuule-prootonid pärast keerukat interaktsioonide jada neutraalsete aatomite kujul tagasi Päikese poole, mis tekitabki IBEXi-riba,“ selgitas USA-s Texase osariigis San Antonios tegutseva teadusasutuse Southwest Research Institute kosmoseteadlane ja töö juhtiv autor Eric Zirnstein.

Väljaspool heliosfääri asub tähtedevaheline keskkond, milles leiduva plasma liikumiskiirus, tihedus ja temperatuur erinevad nii päikesetuult moodustava plasma kui ka neutraalsete gaaside omadest. Need materjalid puutuvad heliosfääri piiril kokku ja tekitavad piirkonna, mida nimetatakse sisemiseks päikesetuule-varjestustsooniks. Tsooni sisekülg puutub kokku Pluuto orbiidist kaks korda kaugemale jääva piirkonnaga, kus päikesetuule kiirus on väiksem helikiirusest, välimine külg aga päikesetuule ja suhteliselt tiheda tähtedevahelise keskkonna tasakaalupiirkonna e heliopausiga.

„Kosmosesond Voyager 1 läbis terminatsioonišoki 94 astronoomilise ühiku (AU) kaugusel Päikesest, Voyager 2 aga 84 AU kaugusel,“ märkis Zirnstein. Üks astronoomiline ühik võrdub Maa ja Päikese vahelise keskmise vahemaaga, milleks on ligi 150 miljonit kilomeetrit. „Peaaegu 1,5 miljardi kilomeetrist erinevust on peamiselt selgitatud heliosfääri mõjutava tugeva, väga kaldus magnetväljaga.“

Nüüd aga paistab, et erinevust võiks selgitada pigem tugevamate vastastikmõjudega, mida põhjustab päikesetsükkel ja mis võivad kaasa tuua päikesetuule tugevuse kõikumist, muutes sel moel terminatsioonišoki-vööndi kaugust Voyager 1 ja Voyager 2 lennusuundadel. Kahe Voyageri sooritatud mõõtmiste vahele jäi kolme aasta pikkune paus, mis on täiesti piisav aeg selleks, et muutlik päikesetuul jõuaks terminatsioonišoki-piirkonna kaugust nihutada.