4 augustus 2021

Astronomen maken eerste 3D-kaart van de heliopauze

De heliosfeer van ons zonnestelsel is het gebied waarin de zonnewind de overheersende stroom van deeltjes is. Het gebied wordt begrensd door de heliopauze, de uiterste grens van het zonnestelsel. waar de kracht van de zonnewind zo sterk is afgenomen dat ze wordt opgeheven door de stroming van deeltjes die het interstellair medium vormen. Een team astronomen van het Amerikaanse Los Alamos National Laboratory (LANL) heeft recent de allereerste 3D-kaart van de heliopauze gemaakt. De kaart is samengesteld met behulp van data afkomstig van NASA’s IBEX-satelliet. IBEX staat voor ‘Interstellar Boundary Explorer’ en draait in een baan om de aarde. De gebruikte data voor de kaart betreft een volledige zonnecyclus tussen 2009 en 2019.

Structuur van het zonnestelsel en omliggende ruimte Credits; NASA/JPL

IBEX werd in 2008 gelanceerd met de bedoeling om de interacties tussen het interstellaire medium en zonnewinden te registreren. Deze krachtige zonnewinden, die enorme snelheden kunnen bereiken en bestaan uit protonen, elektronen en alfa-deeltjes, geven vorm aan de belachtige heliosfeer. De grenslaag rond de heliosfeer staat bekend als de heliosheath, en daarbinnen bevindt zich de heliopauze, de uiterste rand van deze grenslaag. Een van de functies van de IBEX-satelliet is het detecteren van deeltjes die uit de heliosheath komen, en daaronder is een ‘bijproduct’ van botsingen tussen de zonnewind en de interstellaire wind, energetisch neutrale atomen (ENA’s) genoemd. Hoe sterker de zonnewind wanneer deze in de heliosheath botst, hoe hoger het aantal ENA’s dat de IBEX-satelliet zal detecteren.

3D-kaart heliosfeer Credits; Los Alamos National laboratory, DOE

“Het ‘zonnewind-signaal’ dat door de zon wordt uitgezonden, varieert in sterkte en vormt een uniek patroon”, aldus Daniel B. Reisenfeld, hoofdauteur van het wetenschappelijk artikel dat op 10 juni j.l. gepubliceerd is in The Astrophysical Journal, en vervolgt: “IBEX zal datzelfde patroon zien in het terugkerende ENA-signaal, twee tot zes jaar later, afhankelijk van de ENA-energie en de richting waarin IBEX door de heliosfeer ‘kijkt’. M.b.v. dit tijdsverschil vinden we de afstand tot het ENA-brongebied in een bepaalde richting.”

Heliosfeer (bruin), interstellair medium (blauw), waartussen de grens de ‘heliopauze’ligt. Credits; LANL/IBEX

De wetenschappers vergelijken dit met de manier waarop vleermuizen sonar gebruiken om hun omgeving in kaart te brengen. Maar in plaats van sonarpulsen te gebruiken om grotten in kaart te brengen, gebruikte het team de zonnewind om de eerste 3D-kaart van de heliosfeer’s grens te bouwen. Deze nieuwe kaart laat zien dat de kortste afstand tussen de zon en de heliopauze, in de richting van de interstellaire wind, 120 astronomische eenheden (één AU is de afstand van de aarde tot de zon) is. In de tegenovergestelde richting strekt de heliopauze zich uit over minstens 350 AU van de zon. “Natuurkundige modellen hebben deze grens jarenlang getheoretiseerd”, aldus Reisenfeld. “Maar dit is de eerste keer dat we het echt hebben kunnen meten en er een driedimensionale kaart van hebben gemaakt.” Onderstaande video geeft een overzicht van het onderzoek. Bron; LANL

Laat wat van je horen

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.