NASA, uzayın güneşten etkilenen bölgesi olan heliosferi incelemek için yıldızlararası bir araştırma yapmayı düşünüyor

Güneş Dünya’yı ısıtarak onu insanlar ve hayvanlar için yaşanabilir hale getirir. Ancak yaptığı tek şey bu değil ve uzayın çok daha geniş bir alanını etkiliyor. HeliosferGüneşin etkilediği uzay alanı, yüz kat daha büyüktür güneşten dünyaya olan mesafeden daha fazladır.

Güneş, sürekli olarak güneş rüzgarı adı verilen, yüksek enerjili iyonize gaz olan sabit bir plazma akışı yayan bir yıldızdır. Buna ek olarak sürekli güneş rüzgarıGüneş ayrıca zaman zaman plazma adı verilen patlamalar da salar. koronal kitle atılımlarıkatkıda bulunabilecek olan şafakve ışık ve enerji patlamaları, işaret fişekleri denir.

Güneşten gelen plazma, güneşin manyetik alanıyla birlikte uzayda genişler. Birlikte oluşurlar heliosfer çevredeki yerel yıldızlararası ortamda (yıldızlar ve onların ilgili astrosferleri arasındaki boşluğu dolduran plazma, nötr parçacıklar ve toz). Benim gibi heliofizikçiler Heliosferi ve onun yıldızlararası ortamla nasıl etkileşime girdiğini anlamak istiyoruz.

Güneş sistemindeki bilinen sekiz gezegen, Mars ve Jüpiter arasındaki asteroit kuşağı ve Neptün’ün ötesinde, gezegenimsi Plüton’u da içeren gök cisimleri kuşağı olan Kuiper Kuşağı’nın tümü heliosferin içinde bulunur. Heliosfer o kadar büyüktür ki Kuiper Kuşağı yörüngesindeki nesneler Güneş’e olduğundan daha yakındır. heliosferin en yakın sınırı.

Heliosfer koruması

Uzak yıldızlar patlarken, yüksek enerjili parçacıklar biçiminde büyük miktarlarda radyasyonu yıldızlararası uzaya fırlatırlar. kozmik ışınlar olarak bilinir. Bu kozmik ışınlar canlı organizmalar için tehlikeli olabilir ve elektronik cihazlara ve uzay araçlarına zarar verebilir.

Dünya’nın atmosferi gezegendeki yaşamı kozmik radyasyonun etkilerinden korur, ancak bundan önce bile heliosferin kendisi yıldızlararası radyasyonun çoğuna karşı kozmik bir kalkan görevi görür.

Kozmik radyasyona ek olarak nötr parçacıklar ve toz, yerel yıldızlararası ortamdan sürekli olarak heliosfere doğru akıyor. Bu parçacıklar Dünya çevresindeki alanı etkiler ve hatta değişebilir Güneş rüzgarı Dünya’ya nasıl ulaşır?.

Süpernova ve yıldızlararası ortam da etkilemiş olabilir yaşamın kökenleri Ve insanın evrimi Yeryüzünde. Bazı araştırmacılar milyonlarca yıl önce heliosferin yıldızlararası ortamda soğuk, yoğun bir parçacık bulutuyla temasa geçtiğini tahmin ediyor. Heliosferin küçülmesine neden olduDünyayı yerel yıldızlararası ortama maruz bırakıyor.

Bilinmeyen bir şekil

Ancak bilim insanları heliosferin şeklinin ne olduğunu gerçekten bilmiyorlar. Modeller şekil olarak çeşitlilik gösterir küreselden kuyruklu yıldız benzerine ve kruvasan şekline kadar. Bu tahminler farklı büyüklüğü Güneş’ten Dünya’ya olan mesafenin yüzlerce ila binlerce katı kadardır.

Ancak bilim insanları güneşin hareket ettiği yönü “burun” yönü, karşıt yönü ise “kuyruk” yönü olarak tanımladılar. Burun yönü, heliopause (heliosfer ile yerel yıldızlararası ortam arasındaki sınır) kadar en kısa mesafeye sahip olmalıdır.

Hiçbir sonda heliosfere dışarıdan iyice bakamadı veya yerel yıldızlararası ortamdan düzgün bir şekilde örnek alamadı. Bunu yapmak, bilim adamlarına heliosferin şekli ve yerel yıldızlararası ortamla, heliosferin ötesindeki uzay ortamıyla etkileşimi hakkında daha fazla bilgi verebilir.

Voyager ile heliopozu geçmek

1977’de NASA uzaya fırlattı Voyager misyonu: İki uzay aracı dış güneş sisteminde Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün’ün yanından geçti. Bilim insanları, bu gaz devlerini gözlemledikten sonra sondaların sırasıyla 2012 ve 2018 yıllarında heliopause’u ve yıldızlararası uzaya ayrı ayrı geçtiklerini belirlediler.

Voyager 1 ve 2, heliopozu geçme potansiyeline sahip tek sondalar olmasına rağmen, amaçlanan görev ömürlerinin çok ötesindeler. Cihazları yavaş yavaş arızalandığından veya gücü kesildiğinden artık gerekli verileri geri getiremezler.

Bu uzay aracı yıldızlararası ortamı değil, gezegenleri incelemek için tasarlandı. Bu, bilim adamlarının ihtiyaç duyduğu yıldızlararası ortamın veya heliosferin tüm ölçümlerini almak için doğru araçlara sahip olmadıkları anlamına geliyor.

Potansiyel bir yıldızlararası araştırma misyonunun devreye girebileceği yer burasıdır. Heliopause’un ötesine uçmak üzere tasarlanan bir sonda, bilim adamlarının heliosferi dışarıdan gözlemleyerek anlamalarına yardımcı olacaktır.

Yıldızlararası bir sonda

Heliosfer çok büyük olduğundan sınıra ulaşmak onlarca yıl sürereşit Yerçekimi asistanını kullanma Jüpiter gibi devasa bir gezegenden.

Voyager uzay aracı artık, yıldızlararası bir sondanın heliosferden çıkmasından çok önce yıldızlararası uzaydan veri sağlayamayacaktır. Ve sonda fırlatıldığında, yörüngeye bağlı olarak yıldızlararası ortama ulaşması yaklaşık 50 yıl veya daha fazla zaman alacak. Bu, NASA’nın bir sondayı fırlatmak için ne kadar uzun süre beklerse, bilim adamlarının dış heliosferde veya yerel yıldızlararası ortamda görev yapamayacakları anlamına da geliyor.

NASA bir geliştirme yapmayı düşünüyor yıldızlararası sonda. Bu sonda, yıldızlararası ortamdaki plazma ve manyetik alanların ölçümlerini alacak ve heliosferi dışarıdan görüntüleyecektir. NASA, hazırlanmak için 1000’den fazla bilim insanından bir görev konsepti hakkında görüş istedi.

İlk rapor sondanın heliosferin burun yönünden yaklaşık 45 derece uzaktaki bir yörüngede ilerlemesini tavsiye etti. Bu yörünge, uzayın bazı yeni bölgelerine ulaşırken Voyager’ın yolunun bir kısmını takip edecek. Bu şekilde bilim insanları yeni bölgeleri inceleyebilir ve uzayın kısmen bilinen bazı bölgelerini yeniden ziyaret edebilirler.

Bu yol, sondaya heliosferin yalnızca kısmen açılı bir görüntüsünü verecektir ve bilim adamlarının hakkında en az bilgi sahibi olduğu bölge olan heliotail’i göremeyecektir.

Heliotail’de, bilim adamları heliosferi oluşturan plazmanın olduğunu tahmin ediyor ile karışır yıldızlararası ortamı oluşturan plazma. Bu, adı verilen bir süreç aracılığıyla gerçekleşir. manyetik yeniden bağlanmayüklü parçacıkların yerel yıldızlararası ortamdan heliosfere akmasına izin verir. Tıpkı burundan giren nötr parçacıklar gibi bu parçacıklar da heliosfer içindeki uzay ortamını etkiler.

Ancak bu durumda parçacıklar bir yüke sahiptir ve güneş ve gezegen manyetik alanlarıyla etkileşime girebilir. Bu etkileşimler heliosferin Dünya’dan çok uzaktaki sınırlarında meydana gelirken, heliosferin iç kısmının yapısını etkiler.

İçinde yeni çalışma Frontiers in Astronomy and Space Sciences dergisinde yayınlanan makalemizde meslektaşlarım ve ben burundan kuyruğa kadar altı potansiyel fırlatma yönünü değerlendirdik. Burun yönüne yakın çıkmak yerine, heliosferin yan tarafını kuyruk yönüne doğru kesen bir yörüngenin, heliosferin şekli hakkında en iyi perspektifi vereceğini bulduk.

Bu yöndeki bir yörünge, bilim adamlarına heliosfer içindeki tamamen yeni bir uzay bölgesini incelemek için eşsiz bir fırsat sunacaktır. Sonda heliosferden yıldızlararası uzaya çıktığında, heliosferin dışarıdan bir görüntüsünü elde edecek ve bu da bilim adamlarına heliosferin şekli hakkında daha ayrıntılı bir fikir verecek; özellikle de tartışmalı kuyruk bölgesinde.

Sonunda, yıldızlararası bir sonda hangi yöne doğru yola çıkarsa çıksın, geri getirdiği bilim paha biçilemez ve kelimenin tam anlamıyla astronomik olacaktır.

Bu makale şuradan yeniden yayınlanmıştır: Konuşma Creative Commons lisansı altındadır. Okumak orijinal makale.