მზის სისტემის საზღვრების პირველი სამგანზომილებიანი რუკა უკვე ჩვენს ხელთაა.
პირველად ისტორიაში, ასტრონომებმა ჰელიოსფეროს ფორმა განსაზღვრეს — საზღვრის, რომელიც აღნიშნავს ვარსკვლავურ ქარებზე ჩვენი მზის გავლენის დასასრულს. აღმოჩენა დაგვეხმარება, რომ უკეთ გავიგოთ მზის სისტემის გარემო და მისი ურთიერთქმედება ვარსკვლავთშორის სივრცესთან.
„ფიზიკის მოდელები ამ საზღვარს უკვე წლებია პროგნოზირებდა, მაგრამ რეალურად პირველად შევძელით მისი გაზომვა და სამგანზომილებიანი რუკის შექმნა“, — ამბობს ლოს-ალამოსის ეროვნული ობსერვატორიის ასტრონომი დენ რაიზენფელდი.
ადამიანს მართლაც ჰქონდა შეხება ჰელიოსფეროს კიდესთან, საზღვართან, რომელსაც ჰელიოპაუზას უწოდებენ. 40 წლის წინ გაშვებულმა ვოიაჯერის მისიის ორივე ხომალდმა ის უკვე გადაკვეთა და ვარსკვლავთშორის სივრცეში შეაბიჯა.
ჰელიოპაუზა მომაჯადოებელი ადგილია. მზე კოსმოსში მუდმივად ისვრის დამუხტულ ნაწილაკთა ნაკადებს — იონიზებული პლაზმის სუპერსწრაფ ქარს. თანდათანობით, მანძილის მატებასთან ერთად, მზის ქარი ძალას კარგავს და უკვე აღარ შეუძლია წინააღმდეგობა გაუწიოს ვარსკვლავთშორისი სივრცის წნევას. წერტილს, რომელშიც ეს ხდება, ჰელიოპაუზა ეწოდება.
ვარსკვლავთშორის სივრცეში ბევრი მატერია არ არის, მაგრამ დაბალი სიმკვრივით წარმოდგენილია ატომები და ვარსკვლავებს შორის დაქრის კოსმოსური ქარი.
საზღვრის ორ წერტილს შორის ფორმა კამათის საგანია. მრგვალი ბუშტია? კომეტის ფორმის სტრუქტურა, ირმის ნახტომში მოძრაობისას უკან გადაჭიმული კუდით? თუ რაღაც უფრო სხვანაირი, უცნაური კრუასანის ფორმის?
სამწუხაროდ, ამის გარკვევა ურთულესია. ვოიაჯერ-1 და ვოიაჯერ-2 მზისგან 121 და 119 ასტრონომიული ერთეულის (მანძილი მზესა და დედამიწას შორის) მანძილზე იყვნენ, როდესაც ისინი ჰელიოპაუზაში შევიდნენ და იქ ათწლეულები დაჰყვეს.
ამის დადგენა რაიზენფელდმა და მისმა ჯგუფმა დედამიწის ორბიტაზე მოძრავი NASA-ს თანამგზავრის, „ვარსკვლავთშორის საზღვრის მკვლევრის“ (IBEX) მონაცემებით სცადა. ეს ობსერვატორია ჰელიოსფეროს ყველაზე გარე ფენიდან, ჰელიოგარსიდან ნაწილაკთა ტყორცნას ზომავს.
ამ ნაწილაკთა ნაწილს მეცნიერები ენერგეტიკულ ნეიტრალურ ატომებს, ანუ ENA-ს უწოდებენ. ისინი წარმოიქმნება მზის ქარის ნაწილაკებსა და ვარსკვლავთშორის ქარის ნაწილაკთა შეჯახების შედეგად; მათი სიგნალის სიძლიერე დამოკიდებულია შეჯახების მომენტში მზის ქარის სიძლიერეზე — დედამიწაზე არსებული ქარების მსგავსად, მზის ქარი ყოველთვის ერთნაირი სიძლიერის არ არის.
ამ სიგნალის გაშიფვრა და ამის საფუძველზე ჰელიოპაუზის რუკის შექმნა ღამურის მიერ ექოს გამოყენებას ჰგავს მიმდებარე ფიზიკური გარემოს აღსაქმელად. სიგნალის სიძლიერეს და გაგზავნასა და მიღებას შორის დროის შუალედს შეუძლია გამოავლინოს დაბრკოლებათა ფორმა და მანძილი.
„მზის მიერ გატყორცნილი ქარის სიგნალის სიძლიერე სხვადასხვაა და უნიკალურ მახასიათებელს წარმოქმნის“, — განმარტავს რაიზენფელდი.
მისივე განცხადებით, თანამგზავრი IBEX-ი ამავე მახასიათებელს ხედავს უკან დაბრუნებულ ენერგეტიკულ ნეიტრალურ ატომთა (ENA) სიგნალში, მაგრამ 2-6 წლის შემდეგ, რაც დამოკიდებულია ENA-ს ენერგიასა და IBEX-ის მიმართულებაზე ჰელიოპაუზისკენ. სწორედ დროში არსებული ამ სხვაობით დაადგინეს მათ მანძილი ENA-ს წყარო რეგიონამდე კონკრეტული მიმართულებით.
ჯგუფმა მზის სრული ციკლის მონაცემები გამოიყენა, 2009-2019 წლებს შორის პერიოდის. შესაბამისად, ამ გზით შექმნილი რუკა მაინც მიახლოებითია, მაგრამ უკვე საინტერესო რამეებს გვეუბნება ჰელიოპაუზის შესახებ.
მაგალითად, უკვე ვიცით, რომ მისი ფორმა (ზემოთ მოცემული ანიმაცია) უფრო კომეტისას წააგავს, სულ მცირე 350 ასტრონომიული ერთეულის სიგრძის კუდით (ასეთი გახლავთ IBEX წვდომის ამჟამინდელი ლიმიტი), მაგრამ ამ კუდის ზუსტი სიგრძის გაზომვა შეუძლებელია. მეორე მხრივ, მინიმალური რადიალური მანძილი ჰელიოპაუზის „ცხვირამდე“ დაახლოებით 110-120 ასტრონომიული ერთეული უნდა იყოს, რაც ზუსტად ემთხვევა ვოიაჯერების მონაცემებს.
მაღალ განედებზე, ჰელიოპაუზა 150-175 ასტრონომიულ ერთეულზე ივრცობა. ეს კი აჩვენებს, რომ მას უფრო ტყვიის ფორმა აქვს და არც ისე კარგად ემთხვევა უცნაური კრუასანის მოდელს.
IBEX-ის მისია ჯერ კიდევ მიმდინარეობს და სულ მცირე 2025 წლამდე გაგრძელდება. 2025 წელს გაეშვება ახალი მისია (Interstellar Mapping and Acceleration Probe), რომელიც მუშაობას იქიდან განაახლებს, სადაც IBEX-ი გაჩერდება.
მკვლევართა ჯგუფს იმედი აქვს, რომ ორივე მისია უფრო მეტ მონაცემს მოგვაწვდის, რათა კიდევ უფრო ზუსტად გავიგოთ ჰელიოპაუზის ფორმა.
კვლევა The Astrophysical Journal Supplement Series-ში გამოქვეყნდა.
მომზადებულია discover.lanl.gov-ისა და ScienceAlert-ის მიხედვით.
