A Naprendszert körülvevő űrbuborék ráncos lehet, legalábbis időnként.

Egy Föld körüli pályán keringő űrszonda adatai hullámos struktúrákat fedeztek fel a terminációs sokkban és a heliopauzában, a térnek azokban az elmozduló régióiban, amelyek a Naprendszer belseje és a Naprendszeren kívüli tér – a csillagközi tér – közötti egyik határt jelölik.

Az eredmények azt mutatják, hogy részletes képet lehet kapni a Naprendszer határáról, és arról, hogyan változik az idővel.

Ez az információ segít a tudósoknak jobban megérteni a tér helioszféra néven ismert régióját, amely a Napból kinyomulva védi a Naprendszerünk bolygóit a kozmikus sugárzástól.

A Nap többféle módon is hatással van a körülötte lévő térre. Ezek egyike a napszél, az ionizált plazma állandó, szuperszonikus áramlása. A szél a bolygók és a Kuiper-öv mellett halad el, és végül a csillagok közötti nagy ürességben elapad.

Azt a pontot, ahol ez az áramlás a diffúz csillagközi közegben a hanghullámok sebességének csökkenése alá esik, hívjuk végsokknak, és azt a pontot, ahol már nem elég erős ahhoz, hogy visszanyomja a csillagközi tér nagyon csekély nyomását, heliopauzának nevezzük.

A Voyager mindkét szondája átlépte a heliopauzát, és most gyakorlatilag a csillagközi térben cirkálnak, így az első in situ méréseket kapjuk erről az eltolódó határról. De van egy másik eszköz is a Föld körüli pályán, amely 2009-es működése óta segíti a tudósokat a heliopauza feltérképezésében: A NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX).

Az IBEX az energizált semleges atomokat méri, amelyek akkor keletkeznek, amikor a napszél a Naprendszer határán összeütközik a csillagközi széllel. Az atomok egy része tovább katapultálódik az űrbe, míg más részük a Föld felé repül vissza. Ha figyelembe vesszük az őket létrehozó napszél erősségét, akkor a felénk visszatérő, energiával feltöltött semleges részecskék segítségével feltérképezhetjük a határ alakját.

A helioszféra szerkezetének korábbi térképei a napszél nyomásának és az energikus semleges atomok kibocsátásának hosszú távú méréseire támaszkodtak, ami a határvonal térbeli és időbeli elsimulását eredményezte.

2014-ben azonban nagyjából hat hónap alatt a napszél dinamikus nyomása nagyjából 50 százalékkal nőtt.

Az Eric Zirnstein, a Princeton Egyetem asztrofizikusa által vezetett tudóscsoport ezt a rövidebb léptékű eseményt használta fel arra, hogy részletesebb pillanatképet kapjon a terminációs sokk és a heliopauza alakjáról. A kutatók hatalmas, több tíz csillagászati egység nagyságrendű fodrozódásokat találtak (egy csillagászati egység a Föld és a Nap közötti átlagos távolság).

Modellezést és szimulációkat is végeztek annak meghatározására, hogy ez a nagynyomású szél hogyan lépett kölcsönhatásba a Naprendszer határával. Megállapították, hogy a nyomásfront 2015-ben elérte a terminációs sokkot, és egy nyomáshullámot küldött a terminációs sokk és a heliopauza közötti, belső heliosheath néven ismert területen keresztül.

A heliopauzánál a visszavert hullám visszahullámzik, és összeütközik a nyomásfront mögötti, még mindig érkező töltött plazmaáramlással, ami energikus semleges atomok viharát hozza létre, amely kitölti a belső helioszférát, mire a visszavert hullám visszaérkezik a terminációs sokkhoz.

A kutatócsoport mérései a heliopauza távolságában is elég jelentős elmozdulást mutatnak. A Voyager 1 2012-ben 122 csillagászati egységnyi távolságban lépte át a heliopauzát. 2016-ban a csapat mérései szerint a Voyager 1 irányában a heliopauza távolsága 131 csillagászati egység körül volt; ekkor a szonda 136 csillagászati egységnyire volt a Naptól, még mindig a csillagközi térben, de már egy ballonos helioszférával a háta mögött.

A Voyager 2 irányában 2015-ben a csapat mérése a heliopauzáig kicsit trükkösebb: 103 csillagászati egység, mindkét oldalon 8 csillagászati egység hibahatárral. Ekkor a Voyager 2 109 csillagászati egységre volt a Naptól, ami még mindig a hibahatáron belül van. A heliopauzát csak 2018-ban lépte át, 119 csillagászati egységnyi távolságban.

Mindkét mérés arra utal, hogy a heliopauza alakja változik, méghozzá nem is jelentéktelen mértékben. Az azonban nem teljesen világos, hogy miért.

2025-ben egy új szondát küldenek az űrbe, amely nagyobb pontossággal és szélesebb energiatartományban fogja mérni a semleges atomok kibocsátását. Ez a csapat szerint, segíthet megválaszolni néhány zavarba ejtő kérdést azzal a furcsa, láthatatlan, „ráncos” buborékkal kapcsolatban, amely a bolygórendszerünket védi az űr furcsaságaitól.

Forrás: Science Alert