Atomy pochodzące z przestrzeni międzygwiazdowej wlatują do Układu Słonecznego z innego kierunku niż obserwowano do tej pory – zarejestrowała amerykańska sonda IBEX. Te zaskakujące wyniki opublikowano w czasopiśmie „Science”.

W badaniach wzięli udział polscy naukowcy Centrum Badań Kosmicznych PAN w Warszawie – prof. Maciej Bzowski oraz Justyna Sokół.

Układ Słoneczny przemieszcza się przez otaczającą go materię międzygwiazdową z prędkością 23 km/s. Najnowsze pomiary kierunku wiatru międzygwiazdowego dokonane przez sondę IBEX różnią się od danych uzyskanych przez sondę Ulysses w latach 90. ubiegłego wieku. Uzyskany wynik jest zaskoczeniem dla naukowców, gdyż do tej pory sądzono, że lokalny ośrodek międzygwiazdowy jest raczej stały.

Wobec tej różnicy naukowcy z zespołu IBEX porównali swoje pomiary z danymi zebranymi przez 11 sond kosmicznych w latach 1972-2011. Wniosek z tej analizy jest następujący: w ciągu ostatnich 40 lat wiatr międzygwiazdowego zmienił kierunek o 6,8 stopnia z dokładnością do 2,4 stopnia.

„Uważamy, że bardzo prawdopodobne jest, iż kierunek wiatru międzygwiazdowego zmienił się. Przypuszczamy, że zmianę tę można wyjaśnić turbulencjami w obłoku międzygwiazdowym otaczającym Słońce” - mówi dr Priscilla Frisch z Wydziału Fizyki i Astronomii Uniwersytetu Chicago (USA), kierująca zespołem badawczym.

Dane z sond kosmicznych dotyczące pomiarów kierunku wiatru neutralnego helu międzygwiazdowego były zebrane kilkoma sposobami. IBEX i Ulysses dokonywały bezpośrednich pomiarów wiatru, natomiast wcześniejsze pomiary korzystały z metod pośrednich (np. fluorescencja atomów helu wywołana ultrafioletowym promieniowaniem Słońca albo pomiary neutralnych cząstek Układzie Słonecznym, które zjonizowały się w pobliżu Słońca i dołączyły do wiatru słonecznego).

Uczestniczący w badaniu prof. Bzowski ocenił, że może to być pierwszy bezpośredni pomiar turbulencji w Obłoku Lokalnym otaczającym Słońce. Uważa też, że wniosek o wykazywaniu struktury w skali przestrzennej o rozmiarach heliosfery (obszaru otaczającego Słońce, w którym główną rolę odgrywa oddziaływanie Słońca i wiatru słonecznego) wpłynie na modelowanie heliosfery jako całości.

„Dotychczas wnioskowano na ten temat metodami teleskopowymi - turbulencja manifestowała się jako nadtermiczne poszerzenie linii widmowych materii międzygwiazdowej. Obserwowana była także w postaci scyntylacji widzianych w dziedzinie radiowej w liniach widzenia do pulsarów. To jednak były pomiary po długich liniach widzenia, więc z konieczności po nich scałkowane, my mamy pierwszy pomiar +mikroskopowy+, zresztą dobrze zgodny z wynikami obserwacji teleskopowych” – powiedział PAP naukowiec.

Jak dodał, udział polskich badaczy polegał na kwalifikacji historycznych obserwacji kierunku napływu gazu międzygwiazdowego na heliosferę pod kątem adekwatności zastosowania w nich modelowania oraz tempa jonizacji tego gazu w heliosferze.

Dzięki pracy Justyny Sokół naukowcy dysponują obecnie wiarygodnym modelem zmian w czasie tempa jonizacji helu od 1948 roku do chwili obecnej, co umożliwiło te analizy. Proces jonizacji helu jest istotny, gdyż modyfikuje jego rozkład w heliosferze, który był obserwowany różnymi technikami przez sondy kosmiczne i ewentualny błąd mógłby znacząco wpłynąć na uzyskane wyniki.

Polacy brali też udział w najważniejszym etapie projektu, czyli w statystycznej analizie wyników oraz dostarczyli zespołowi syntetycznej oceny niepewności obserwacyjnej kierunku napływu gazu międzygwiazdowego na heliosferę dla obserwacji IBEX.

Sonda IBEX (Interstellar Boundary Explorer) została wystrzelona przez NASA w 2008 roku. Jej zadaniem jest badania interakcji pomiędzy wiatrem słonecznym, a ośrodkiem międzygwiazdowym na krańcach Układu Słonecznego. Misją kieruje Southwest Research Institute w San Antonio, we współpracy z międzynarodowymi partnerami, w tym z polskim Centrum Badań Kosmicznych PAN.

Źródło: www.nauka.pap.pl