Zonnewind is niet bepaald onze vriend.
De stroom van hete, elektrische deeltjes die constant uit de zon stromen, baadt het hele zonnestelsel in straling, frituurt af en toe een satelliet en maakt het leven onmogelijk op elke planeet die niet wordt beschermd door een atmosfeer. In zowel letterlijke als figuurlijke zin waait de zonnewind - maar, zoals nieuwe waarnemingen vanaf de rand van ons zonnestelsel suggereren, beschermt het ook alles wat het aanraakt tegen de nog schadelijkere krachten van de interstellaire ruimte.
Terwijl de zonnewind miljarden kilometers in elke richting naar buiten stroomt, creëert het een energiebel die ons hele zonnestelsel omringt. Aan de rand van deze bel, waar de zonnewind uiteindelijk in botsing komt met krachtige kosmische stralen die door de interstellaire ruimte heen stralen, is er een hete, dikke plasmawand, de heliopauze. Deze kosmische grens ligt ongeveer 120 keer verder van de zon dan de aarde, en helpt de krachtige straling die wordt afgegeven door verre sterren en hemelexplosies af te buigen en te verdunnen.
In een reeks studies die op 4 november in het tijdschrift Nature Astronomy werd gepubliceerd, analyseerden astronomen deze kosmische grens voor het eerst rechtstreeks met behulp van gegevens die waren verzameld door NASA's Voyager 2-ruimtevaartuig, dat een jaar geleden door de heliopauze en de interstellaire ruimte ging.
Hoewel Voyager 2 in ongeveer een dag naadloos door de heliopauze kon kruisen, ontdekten onderzoekers dat de plasmabarrière aanzienlijk warmer en dikker was dan in eerdere studies werd geschat, waardoor ze effectief een fysiek schild vormden tussen ons zonnestelsel en de interstellaire ruimte. Volgens co-auteur Edward Stone, een astronoom van het California Institute of Technology die sinds de lancering in 1977 aan het Voyager-programma heeft gewerkt, voorkomt dit schild dat ongeveer 70% van de kosmische straling ons zonnestelsel binnendringt.
'De heliopauze is het contactoppervlak waar twee winden zijn - de wind van de zon en de wind van de ruimte, die afkomstig is van supernova die miljoenen jaren geleden explodeerde', zei Stone op een persconferentie over de nieuwe Voyager-onderzoeken. 'Slechts ongeveer 30% van wat zich buiten de bubbel bevindt, kan binnenkomen.'
Interstellaire robots bellen naar huis
In november 2018 passeerde de Voyager 2 (V2) -satelliet van NASA de heliopauze en werd het slechts het tweede door de mens gemaakte object in de geschiedenis dat ons zonnestelsel verliet. (De tweelingbroer van de satelliet, Voyager 1, werd de eerste in augustus 2012 - Voyager 1 kon de grens echter niet goed analyseren vanwege een sensorstoring.)
Volgens stralingsgegevens verzameld door V2 tijdens zijn interstellaire reis, bereikten de temperaturen in de heliopauze tot 89.000 graden Fahrenheit (31.000 graden Celsius) - ongeveer het dubbele van de temperatuur die eerdere astronomische modellen voorspelden, wat wijst op een veel gewelddadiger botsing tussen de zonnewind en de kosmische stralen dan wetenschappers ooit hadden voorspeld.
Terwijl de hete, dikke plasmawand van de heliopauze ons zonnestelsel beschermt tegen de meeste schadelijke stralen die door de ruimte schieten, ontdekten de onderzoekers ook dat de grenzen van de heliopauze niet zo uniform zijn als verwacht. De rand van de heliopauze is immers geen perfecte "bubbel", maar bevat poreuze gaten waardoor interstellaire straling op bepaalde punten kan lekken.
Gegevens van Voyager 2 ontdekten twee van dergelijke gaten aan onze kant van de heliopauze, waar de stralingsniveaus veel hoger waren dan de normale achtergrondniveaus voordat ze weer naar beneden vielen. Uiteindelijk, toen de niveaus van kosmische straling omhoog schoten en zo bleven, was het duidelijk dat de Voyager 2 een nieuw gebied in de ruimte was binnengegaan, buiten het domein van onze zon.
De omhulsel van hete, geladen wind die ons zonnestelsel beschermt, is misschien niet perfect (en het is misschien nog steeds niet onze vriend), maar, zoals Voyager 2 bevestigde, het maakt deel uit van wat ons gezellige kosmische huis scheidt van de woeste wildernis van de ruimte. Daar moeten we misschien dankbaar voor zijn.
