Trykket er højt ved kanten af ​​solsystemet

Ude ved grænsen af ​​vores solsystem, trykket bliver højt. Dette pres, kraftplasmaet, magnetiske felter og partikler som ioner, kosmiske stråler og elektroner udøver på hinanden, når de strømmer og kolliderer, blev for nylig målt af videnskabsmænd i sin helhed for første gang - og det viste sig at være større end forventet.

Ved hjælp af observationer af galaktiske kosmiske stråler - en type meget energisk partikel - fra NASAs Voyager rumfartøjsforskere beregnede det samlede tryk fra partikler i det ydre område af solsystemet, kendt som helioskeden. På næsten 9 milliarder miles væk, denne region er svær at studere. Men den unikke placering af Voyager-rumfartøjet og den passende timing af en solbegivenhed gjorde målinger af helioskeden mulige. Og resultaterne hjælper videnskabsmænd med at forstå, hvordan Solen interagerer med sine omgivelser.

"Ved at sammenlægge de stykker, der er kendt fra tidligere undersøgelser, vi fandt ud af, at vores nye værdi stadig er større end det, der er blevet målt indtil videre, " sagde Jamie Rankin, hovedforfatter på det nye studie og astronom ved Princeton University i New Jersey. "Den siger, at der er nogle andre dele af presset, som ikke overvejes lige nu, som kunne bidrage."

På Jorden har vi lufttryk, skabt af luftmolekyler, der trækkes ned af tyngdekraften. I rummet er der også et tryk skabt af partikler som ioner og elektroner. Disse partikler, opvarmet og accelereret af Solen skaber en kæmpe ballon kendt som heliosfæren, der strækker sig millioner af miles ud forbi Pluto. Udkanten af ​​denne region, hvor Solens indflydelse overvindes af trykket fra partikler fra andre stjerner og det interstellare rum, er der, hvor Solens magnetiske indflydelse slutter. (Dens gravitationspåvirkning strækker sig meget længere, så selve solsystemet strækker sig længere, såvel.)

For at måle trykket i helioskeden, forskerne brugte Voyager rumfartøjet, som har rejst støt ud af solsystemet siden 1977. På tidspunktet for observationerne, Voyager 1 var allerede uden for heliosfæren i det interstellare rum, mens Voyager 2 stadig forblev i helioskeden.

"Der var virkelig enestående timing for denne begivenhed, fordi vi så den lige efter Voyager 1 krydsede ind i det lokale interstellare rum, " sagde Rankin. "Og selvom dette er den første begivenhed, som Voyager så, der er flere i dataene, som vi kan fortsætte med at se på for at se, hvordan tingene i helioskeden og det interstellare rum ændrer sig over tid."

Forskerne brugte en begivenhed kendt som en global fusioneret interaktionsregion, som er forårsaget af aktivitet på Solen. Solen blusser med jævne mellemrum op og frigiver enorme udbrud af partikler, som i koronale masseudslyngninger. Når en række af disse begivenheder rejser ud i rummet, de kan smelte sammen til en kæmpe front, skabe en plasmabølge skubbet af magnetiske felter.

Da en sådan bølge nåede helioskeden i 2012, den blev opdaget af Voyager 2. Bølgen fik antallet af galaktiske kosmiske stråler til midlertidigt at falde. Fire måneder senere, forskerne så et lignende fald i observationer fra Voyager 1, lige over solsystemets grænse i det interstellare rum.

At kende afstanden mellem rumfartøjet gjorde det muligt for dem at beregne trykket i helioskeden såvel som lydens hastighed. I helioskeden bevæger lyden sig med omkring 300 kilometer i sekundet - tusind gange hurtigere, end den bevæger sig gennem luften.

Forskerne bemærkede, at ændringen i galaktiske kosmiske stråler ikke var helt identisk i begge rumfartøjer. Ved Voyager 2 inde i helioskeden, antallet af kosmiske stråler faldt i alle retninger omkring rumfartøjet. Men på Voyager 1, uden for solsystemet, kun de galaktiske kosmiske stråler, der rejste vinkelret på magnetfeltet i området, faldt. Denne asymmetri antyder, at der sker noget, når bølgen transmitterer over solsystemets grænse.

"At forsøge at forstå, hvorfor ændringen i de kosmiske stråler er anderledes inde i og uden for helioskeden, forbliver et åbent spørgsmål, " sagde Rankin.

At studere tryk og lydhastigheder i denne region ved grænsen af ​​solsystemet kan hjælpe videnskabsmænd med at forstå, hvordan Solen påvirker det interstellare rum. Dette informerer os ikke kun om vores eget solsystem, men også om dynamikken omkring andre stjerner og planetsystemer.