فضاپیمای IBEX نمودار 11 سال از تغییر در مرز به فضای بین ستاره ای

به مراتب فراتر از مدار سیارات دروغ مبهم و مه آلود خطوط مغناطیسی حباب در فضا است که تماس با ما صفحه اصلی.

این heliosphere گسترده حباب است که تولید شده توسط خورشید میدان مغناطیسی و پوشاند تمام سیارات است. مرزهای این حباب کیهانی ثابت نیست. در پاسخ به خورشید gasps و آه آنها کوچک و کشش در طول سال.

در حال حاضر برای اولین بار دانشمندان با استفاده از یک کل چرخه خورشیدی از داده ها از ناسا فضاپیمای IBEX به مطالعه و بررسی چگونگی heliosphere تغییرات در طول زمان. خورشیدی چرخه گذشته حدود 11 سال به عنوان خورشید نوسانات از فصل از بالا به پایین و به بالا و دوباره. با IBEX طولانی رکورد دانشمندان مشتاق بودند به بررسی چگونگی خورشید نوسانات خلق و خوی بازی کردن در لبه heliosphere. نتایج نشان می دهد که تغییر بیرونی heliosphere در جزئیات بزرگ ماهرانه طرح heliosphere شکل (موضوع بحث در سال های اخیر) و اشاره در فرآیندهای پشت یکی از گیج کننده ترین ویژگی های. این یافته ها همراه با یک عنوان خوب تنظیم مجموعه داده های منتشر شده در این مجله اختر فیزیک مکمل در ژوئن 10 سال 2020 است.

IBEX کوتاه برای Interstellar مرز اکسپلورر شده است رعایت مرز به فضای بین ستاره ای برای بیش از 11 سال به ما نشان میدهد که در آن ما کیهانی محله متناسب با بقیه کهکشان.

"این بسیار کوچک ماموریت گفت:" دیوید McComas, محقق اصلی برای این ماموریت در دانشگاه پرینستون در نیوجرسی. IBEX است فقط به عنوان بزرگ به عنوان یک اتوبوس تایر. "آن بوده است بسیار موفق و پایدار بسیار طولانی تر از چیزی که پیش بینی شده است. ما خوش شانس در حال حاضر به کل چرخه خورشیدی از مشاهدات."

این heliosphere پر از انرژی خورشیدی و باد و جریان ثابت از ذرات باردار از خورشید است. باد خورشیدی سراسیمه و در تمام جهات از یک میلیون مایل در ساعت تا آن ته در برابر interstellar متوسط بادها از ستاره دیگر است که پر کردن فضای بین آنها را.

به عنوان خورشید wades از طریق interstellar متوسط تولید آن داغ و متراکم و موج بسیار شبیه به موج در مقابل یک قایق coursing از طریق دریا. ما کیهانی محله است که به نام محلی کرک برای ابر از خود گازهای است که شکوفه در اطراف ما. که در آن باد خورشیدی و محلی کرک دیدار با اشکال لبه heliosphere به نام heliopause. فقط در داخل نهفته است که آشفته منطقه به نام heliosheath.

ذرات به نام انرژی اتم خنثی یا ENAs که شکل گرفته و در این منطقه دور از فضای در حال تمرکز IBEX را بررسی. آنها ایجاد شده که داغ ذرات مانند آنهایی که در باد خورشیدی برخورد با سرد خنثی مانند کسانی که در جریان از فضای بین ستاره ای. پر از وزوز باد خورشیدی ذرات می قاپ زنی الکترون از lumbering interstellar اتم خنثی شدن خود را.

سفر از این ذرات شروع می شود قبل از IBEX آنها را شناسایی می کند. گذشته سیارات گذشته کمربند سیارک و Kuiper Belt به لبه heliosphere آن طول می کشد حدود یک سال برای یک باد خورشیدی به مسابقه 100 برابر فاصله بین خورشید و زمین است. در طول راه باد خورشیدی میدارد یونیزه شدن اتمهای گازهای میان ستاره ای که wriggled به heliosphere. باد خورشیدی که می رسد در لبه است همان باد که در سمت چپ خورشید از یک سال قبل است.

باد خورشیدی ذرات ممکن است صرف شش ماه دیگر غربت این هرج و مرج از heliosheath خلیج فارس بین heliosphere دو مرزهای بیرونی. به ناچار برخی از برخورد با گازهای میان ستاره ای و تبدیل شدن به انرژی خنثی. آن طول می کشد خنثی ذرات نزدیک به یک سال دیگر برای سفر بازگشت تراورس فضا از لبه heliosphere برای رسیدن به IBEX-اگر ذرات رخ داده است به عنوان دقیقا در مسیر درست است. از تمام ذرات خنثی تشکیل شده و تنها چند در واقع آن را به IBEX. تمام سفر دو تا سه سال برای بالاترین-انرژی ذرات در IBEX را رعایت محدوده و حتی دیگر در انرژی های پایین تر و یا دور تر از مناطق.

IBEX طول می کشد استفاده از این واقعیت است که اتم خنثی مانند این نیست منحرف خورشید میدان مغناطیسی: تازه خنثی ذرات محدود و دور از برخورد تقریبا در یک خط راست است.

IBEX نظرسنجی آسمان برای ذرات با اشاره به جهت و انرژی است. این فضاپیما تنها تشخیص حدود یک دوم. نتیجه این است که یک نقشه از interstellar مرز گردد از همان اصل یک خفاش با استفاده از به echolocate راه خود را از طریق شب: نظارت بر سیگنال های دریافتی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد محیط اطراف است. با مطالعه که در آن خنثی می آیند و هنگامی که IBEX می تواند ردیابی از راه دور مرزهای ما heliosphere.

"ما خیلی خوش شانس را به رعایت این از داخل heliosphere" گفت: Justyna Sokol یک دانشمند مدعو در دانشگاه پرینستون تیم. "این فرآیند اتفاق می افتد که در فواصل بسیار کوچک. هنگامی که شما مشاهده ستارگان دیگر که بسیار دور شما رعایت فواصل سال نوری از خارج از astrospheres." حتی فاصله بین خورشید و بینی از heliosphere کوچک است در مقایسه با بسیاری از بسیاری از سال است.

با استفاده از IBEX 11-به علاوه اطلاعات McComas و تیم او قادر به مطالعه تغییراتی که در طول زمان تکامل و کلیدی برای درک جایگاه ما در فضا است.

باد خورشیدی ثابت است اما باد است و نه ثابت. زمانی که gusts باد این heliosphere باد مانند یک بادکنک و خنثی ذرات خروش در حاشیه بیرونی. وقتی که باد آرام, بالون قرارداد; خنثی ذرات رسید. متعاقب آن بالا و پایین رفتن از خنثی ذرات دانشمندان در گزارش به طور مداوم تکرار دو تا سه سال پس از تغییرات در باد -- بازتاب سفر خود را به لبه این بالون و برگشت.

"در آن طول می کشد تا چند سال برای این اثر برای رسیدن به لبه heliosphere گفت:" جیمی Szalay دیگر پرینستون محقق در تیم است. "برای ما این مقدار اطلاعات از IBEX در نهایت اجازه می دهد تا ما را به این در دراز مدت نشان داد."

از سال 2009 تا 2014, باد وزید نسبتا کم و ثابت و یک نسیم ملایم است. این heliosphere قرارداد. پس از آن آمد تعجب تورم در باد خورشیدی به عنوان اگر خورشید heaved آه بزرگ. در اواخر سال 2014 ناسا فضاپیما در مدار زمین شناسایی باد خورشیدی افزایش فشار در حدود 50 درصد (از آن زمان باقی مانده بالا برای چندین سال).

دو سال بعد مواج باد خورشیدی منجر به سراسیمگی از ذرات خنثی در heliosheath. دو سال بعد آنها پر شده ترین بینی از heliosphere. در نهایت آنها کاکل بیش از heliosphere را قطب شمال و جنوب.

این تغییرات بودند متقارن. هر مشاهده دست انداز ترسیم خصلت از heliosphere شکل. دانشمندان شگفت زده شدند که چگونه به وضوح آنها را دیدم موج جزر و مدی از باد خورشیدی هل دادن heliopause.

"زمان و خنثی ذرات واقعا رنگ فاصله در شکل heliosphere برای ما" McComas گفت.

IBEX هنوز نشده مشاهده اثرات این کیهانی پانچ از پشت پایان heliosphere این heliotail. که به معنی کسی است که بسیار دورتر از خورشید از مقابل; کسانی که ذرات در یک بسیار طولانی سفر. شاید باد خورشیدی افزایش است که هنوز هم در برخورد به سمت دم یا شاید خنثی ذرات در حال حاضر در راه خود را به عقب. در سال های آینده IBEX تیم خواهد شد مشاهده نشانه هایی از بازگشت از دم.

"طبیعت راه اندازی کامل این آزمایش را برای ما به درک بهتر این مرز" Szalay گفت. "ما باید برای دیدن چه اتفاقی می افتد هنگامی که این یکی از بزرگ ترین چیزی که -- باد خورشیدی فشار -- تغییرات."

به طور کلی این رنگ یک عکس از heliosphere است که به شکل چیزی شبیه به یک ستاره دنباله دار. شکل heliosphere شده است موضوع بحث در سال های اخیر است. برخی استدلال کرده اند ما حباب در فضا کروی است به عنوان یک جهان; دیگران پیشنهاد آن است که نزدیک به یک کروسانت. اما در این مطالعه McComas گفت: IBEX داده ها به وضوح نشان می دهد که heliosphere پاسخ به این باد خورشیدی فشار بود نامتقارن -- بنابراین heliosphere خود را باید نامتقارن بیش از حد. خورشید واقع شده است نزدیک به جبهه و به عنوان خورشید hurtles از طریق فضای heliotail مسیرهای پیاده روی بسیار دورتر در پشت چیزی مانند خطی دم یک ستاره دنباله دار.

IBEX را از سال ها بسیاری از اطلاعات را نیز به ارمغان آورد دانشمندان نزدیک به یک توضیح برای یکی از heliosphere بیشتر گیج کننده ویژگی های شناخته شده به عنوان IBEX روبان. روبان همچنان یکی از IBEX بزرگترین اکتشافات. اعلام کرد در سال 2009 آن را اشاره به گسترده قطر, نوار, پر انرژی, خنثی, نقاشی در سراسر جبهه heliosphere. آن را طولانی گیج دانشمندان: چرا باید هر قسمت از این مرز باید خیلی متفاوت از بقیه است ؟

در طول زمان IBEX نشان داده است که چه به شکل روبان بسیار متفاوت از آنچه اشکال بقیه interstellar آسمان است. آن است که شکل جهت interstellar میدان مغناطیسی. اما چگونه می روبان ذرات تولید شده ؟ در حال حاضر دانشمندان گزارش می دهند که آن را به احتمال بسیار زیاد ثانویه فرایند مسئول باعث سفر یک گروه خاصی از انرژی خنثی ذرات به حدود دو برابر شود.

پس از تبدیل شدن به انرژی خنثی به جای گلوله کمانه دار زدن و برگشت به سمت IBEX این گروه از ذرات خواهد رگه در جهت مخالف در سراسر heliopause و به فضای بین ستاره ای. آنها می خواهم به دریافت یک طعم و مزه از محلی کرک, کروز تا زمانی که برخی از آنان به ناچار به برخورد با عبور ذرات از دست دادن یک الکترون یک بار دیگر و تبدیل شدن به اطراف آن میدان مغناطیسی.

دو سال دیگر یا بیشتر منتقل می کند و این ذرات ممکن است برخورد دوباره با کندتر از همسالان سرقت الکترون مانند آنها انجام داده ام قبل از. پس از این مختصر مهاجرت فراتر از heliosphere که دو بار متولد پر انرژی خنثی ممکن است در نهایت دوباره وارد برخورد از پشت به سمت خانه.

تمدید IBEX داده ها به کمک دانشمندان اتصال روبان به ذرات طولانی interstellar تور. ذرات تشکیل روبان باید سفر برخی از دو سال بیش از بقیه خنثی ذرات مشاهده شده است. هنگامی که آن را به باد خورشیدی سنبله روبان در زمان دو سال دیگر پس از استراحت از heliosphere به حتی شروع به پاسخ.

به مراتب بیش از آن ماموریت اولیه از دو سال IBEX به زودی پیوست یکی دیگر از ناسا ماموریت IMAP -- کوتاه برای Interstellar نقشه برداری و شتاب کاوشگر که McComas نیز به عنوان محقق اصلی. ماموریت برنامه ریزی شده است به راه اندازی در اواخر سال 2024.

"IMAP ارائه یک فرصت مناسب به مطالعه با وضوح و حساسیت چه IBEX را آغاز کرده است به ما نشان می دهد به طوری که ما واقعا به یک درک دقیق از فیزیک خارج وجود دارد" McComas گفت.

###