地球を含む私たちの太陽系のすべての惑星は、超音速の太陽風によって「吹き飛ばされ」ます。
この風を構成する粒子は、星間空間の残りの部分から私たちを保護する目に見えない磁場を作成します。 何十年もの間、天文学者はヘリオスフィアとして知られているこの放射と磁気のシステムを分析し、その境界をマッピングしてそれがどのように見えるかを理解してきました。
いくつかの大学の専門家による新しいモデルは、これが私たちのほとんどすべての理論の奇妙な融合であることを示唆しています。 何年もの間、科学者たちは、ヘリオスフィアは、一方の端に丸い鼻があり、もう一方の端に尾がある彗星のようなものだと信じていました。
これは通常、教科書や記事に描かれている方法ですが、近年、より可能性が高いと思われる他の2つの形式が出現しています。
NASA
2015年、Voyager 1宇宙船からのデータは、ヘリオスフィアをクロワッサンのようにした2つの尾の存在を示しました。 2年後、カッシーニミッションのデータは、尾全体を完全に取り除き、巨大なビーチボールに変えなければならないことを示しました。
「この種の変更を簡単に受け入れることはできません」と、カッシーニとボイジャーの実験を行ったトム・クリミギスは言います。
「この分野で活動している科学界全体は、55年以上の間、ヘリオスフィアには彗星の尾があると想定してきました。」
新しいモデルが正しければ、ヘリオスフィアは収縮したビーチボールまたは膨らんだクロワッサンの形をしている可能性があり、境界をどこでどのように定義するかによって異なるため、ここでもう一度仮定を再考する必要があるかもしれません。
太陽風が絶えず星間物質に当たると、ヘリオスフィアはプルートの2倍の距離まで伸び、太陽系を破壊する可能性のある帯電粒子から私たちを保護すると考えられています。
しかし、その境界線がどこにあるかを理解することは、どの灰色の色合いが黒と白を区別すべきかを理解しようとするようなものです。
現在プルートの外にあるニューホライズンズ宇宙船からのデータを使用して、天文学者は2つの側面を分離する方法を見つけました。
新しいモデルでは、帯電粒子がすべて同じであると想定する代わりに、太陽風からの帯電粒子と太陽系を漂う中性粒子の2つのグループに分けています。
星間空間の帯電粒子とは異なり、これらの中性の「吸収イオン」は、電子が帯電する前にヘリオスフィアを簡単にすり抜けることができます。
チームは、これらの吸収イオンの温度、密度、および速度を太陽光波と比較することにより、ヘリオスフィアの形状を決定する方法を見つけました。
星間媒体の中性水素原子との電荷交換による[吸収イオン]の枯渇は、ヘリオスフィアを冷却し、それを下げて、より狭く、より丸みを帯びた形状に導き、カッシーニによって提案された形状を確認します。
言い換えると、境界を定義するために選択した「灰色の陰影」に応じて、ヘリオスフィアは収縮したスフィアまたは三日月のように見える場合があります。
「環境を理解したいのであれば、このヘリオスフィア全体をよりよく理解することができます」とハーバードの天文学者アビ・ローブは言います。
しかし、まだまだ多くのデータが必要です。 モデルの調和を徐々に始めていますが、それでも、ヘリオスフィア自体についての知識が少ないために制限されています。
40年以上前に発売された2台のVoyager宇宙船を除けば、限界を超えて飛行したマシンは1台もありません。 そして、このラインを通過した2つのスペースプローブでさえ、周辺のイオンを測定するための機器を持っていません。
この研究は、ジャーナルNatureAstronomyに掲載されました。
出典：写真：Nature Astronomy、2020
