Podaci koji znanstvenicima dolaze sa svemirskih letjelica pomoći će im da bolje razumiju područje svemira poznato kao heliosfera. Pojednostavljeno, heliosfera je balon vruće magnetične plazme koji nastaje djelovanjem solarnog vjetra u Sunčevom sustavu i štiti nas od štetnog kozmičkog zračenja.

Postoje različiti načini na koje Sunce utječe na prostor oko sebe. Jedan od njih je solarni vjetar, stalni nadzvučni tok ionizirane plazme. On prolazi pored planeta i Kuiperova pojasa, na kraju nestajući u velikoj praznini između zvijezda.

Točka u kojoj ovaj protok padne ispod brzine kojom zvučni valovi mogu putovati kroz difuzni međuzvjezdani medij naziva se ‘završetak udara’, a točka u kojoj više nije dovoljno jak da se odbije od vrlo malog pritiska međuzvjezdanog prostora je heliopauza.

Obje sonde Voyager prešle su heliopauzu i zapravo sada krstare međuzvjezdanim prostorom, pružajući nam prva prava mjerenja ove pomične granice. Ipak, od 2009. postoji još jedan alat u Zemljinoj orbiti koji pomaže znanstvenicima u mapiranju heliopauze - NASA-in Interstellar Boundary Explorer (IBEX).

IBEX mjeri energizirane neutralne atome, a koji nastaju kada se solarni vjetar sudari s međuzvjezdanim vjetrom na granici Sunčeva sustava. Neki od tih atoma katapultiraju se dalje u svemir dok se drugi vraćaju na Zemlju. Nakon što se uzme u obzir snaga solarnog vjetra koji ih je proizveo, energizirane neutralne čestice koje se vraćaju mogu se koristiti za mapiranje oblika granice, pomalo poput kozmičke eholokacije.

Prethodne karte strukture heliosfere oslanjale su se na dugoročne mjere evolucije tlaka Sunčeva vjetra i emisiju energetskih neutralnih atoma, a što je pak rezultiralo izglađivanjem granica u prostoru i vremenu. Još 2014. godine, u razdoblju od otprilike šest mjeseci, dinamički pritisak solarnog vjetra porastao je za otprilike 50 posto.

Tim znanstvenika, predvođen astrofizičarom Ericom Zirnsteinom sa Sveučilišta Princeton, iskoristio je ovaj događaj kako bi dobio detaljniju snimku oblika heliopauze i pronašao ogromne valove, velike oko desetak astronomskih jedinica (jedna astronomska jedinica je prosječna udaljenost između Zemlje i Sunca).

Stručnjaci su također izveli modeliranje i simulacije, a sve kako bi utvrdili da je ovaj visokotlačni vjetar bio u interakciji s granicom Sunčeva sustava. Otkrili su da je tlačna fronta dosegla završni udar 2015., šaljući val pritiska kroz područje između prekidajućeg udara i heliopauze, poznato kao unutarnji helio omotač.

U heliopauzi reflektirani val putuje natrag, sudarajući se s još uvijek nadolazećim protokom nabijene plazme iza tlačne fronte, stvarajući oluju energetski neutralnih atoma koji ispunjavaju unutarnji heliosloj do trenutka u kojem reflektirani val stigne natrag na krajnji udar.

Mjerenja tima također pokazuju prilično značajan pomak u udaljenosti do heliopauze. Voyager 1 prešao je heliopauzu 2012. godine na udaljenosti od 122 astronomske jedinice. Godine 2016. tim je izmjerio da udaljenost do heliopauze u smjeru Voyagera 1 iznosi oko 131 astronomske jedinice. U to vrijeme sonda je bila udaljena 136 astronomskih jedinica od Sunca, još uvijek u međuzvjezdanom prostoru, ali s heliosferom u balonu iza sebe.

Mjerenje do heliopauze u smjeru Voyagera 2 2015. malo je teže: 103 astronomske jedinice, s marginom pogreške od osam astronomskih jedinica s obje strane. U to je vrijeme Voyager 2 bio udaljen 109 astronomskih jedinica od Sunca, što je još uvijek unutar granice pogreške. Heliopauzu je prešao tek 2018. godine i to na udaljenosti od 119 astronomskih jedinica.

Oba mjerenja sugeriraju da se oblik heliopauze mijenja, i to ne beznačajno. Nije posve jasno zašto.

Međutim već 2025. godine nova će sonda biti poslana u svemir kako bi izmjerila emisiju energetski neutralnih atoma s većom preciznošću i u širem energetskom rasponu. To bi, rekao je tim, trebalo pomoći u odgovoru na neka od zbunjujućih pitanja o čudnom, nevidljivom, 'naboranom' mjehuru koji štiti naš mali planetarni sustav od neobičnosti svemira.

Istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Astronomy, donosi ScienceAlert.