Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các phép đo được thực hiện bởi công cụ Gió mặt trời xung quanh Sao Diêm Vương (SWAP) trên tàu vũ trụ New Horizons của NASA đang cung cấp những hiểu biết mới quan trọng từ một số nơi xa nhất của không gian từng được khám phá. Các nhà thiên văn học hiện cho thấy gió mặt trời – dòng siêu âm của các hạt tích điện do Mặt trời thổi ra – phát triển như thế nào ở khoảng cách ngày càng xa so với Mặt trời.
Các phép đo được thực hiện bởi công cụ Gió mặt trời xung quanh Sao Diêm Vương (SWAP) trên tàu vũ trụ New Horizons của NASA đang cung cấp những hiểu biết mới quan trọng từ một số nơi xa nhất của không gian từng được khám phá. Trong một bài báo được công bố gần đây trên Tạp chí Vật lý thiên văn , một nhóm do Viện nghiên cứu Tây Nam dẫn đầu cho thấy gió mặt trời – dòng siêu âm của các hạt tích điện do Mặt trời thổi ra – phát triển theo khoảng cách ngày càng tăng từ Mặt trời.
Tiến sĩ Heather Elliott, một nhà khoa học nhân viên tại SwRI cho biết: “Trước đây, chỉ có các nhiệm vụ của Pioneer 10 và 11 và Voyager 1 và 2 đã khám phá hệ mặt trời bên ngoài và vòng xoắn ốc bên ngoài, nhưng bây giờ New Horizons đang làm điều đó với các công cụ khoa học hiện đại hơn. Ảnh hưởng của Mặt trời của chúng ta đối với môi trường không gian vượt xa các hành tinh bên ngoài và SWAP đang cho chúng ta thấy những khía cạnh mới về cách môi trường đó thay đổi theo khoảng cách.
Gió mặt trời lấp đầy một vùng không gian giống như bong bóng bao trùm hệ mặt trời của chúng ta được gọi là nhật quyển. Từ trên New Horizons, SWAP thu thập các phép đo chi tiết hàng ngày về gió mặt trời cũng như các thành phần quan trọng khác gọi là “các ion đón giữa các vì sao” trong vòng xoắn ốc bên ngoài. Các ion thu nhận giữa các vì sao được tạo ra khi vật chất trung tính từ không gian giữa các vì sao đi vào hệ mặt trời và bị ion hóa bởi ánh sáng từ Mặt trời hoặc do tương tác trao đổi điện tích với các ion gió mặt trời.
Khi gió mặt trời di chuyển xa hơn từ Mặt trời, nó gặp phải một lượng vật chất ngày càng tăng từ không gian giữa các vì sao. Khi vật liệu liên sao bị ion hóa, gió mặt trời sẽ lấy vật liệu này và các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết làm chậm cùng nóng lên để đáp ứng. SWAP hiện đã phát hiện và xác nhận hiệu ứng dự đoán này.
Nhóm SWAP đã so sánh các phép đo tốc độ gió mặt trời của New Horizons từ 21 đến 42 đơn vị thiên văn với tốc độ ở mức 1 AU từ cả tàu vũ trụ thám hiểm thành phần tiên tiến (ACE) và tàu vũ trụ quan sát mặt trời (STEREO). (Một AU bằng khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất.) Đến 21 AU, có vẻ như SWAP có thể phát hiện sự chậm lại của gió mặt trời để phản ứng với việc nhặt vật liệu liên sao. Tuy nhiên, khi Chân trời mới di chuyển ngoài Sao Diêm Vương trong khoảng từ 33 đến 42 AU, gió mặt trời đo chậm hơn 6-7% so với khoảng cách 1 AU, xác nhận hiệu ứng.
Ngoài việc xác nhận sự chậm lại của gió mặt trời ở khoảng cách xa, sự thay đổi nhiệt độ và mật độ gió mặt trời cũng có thể cung cấp một phương tiện để ước tính khi nào New Horizons sẽ tham gia tàu vũ trụ Voyager ở phía bên kia của cú sốc chấm dứt, đánh dấu ranh giới nơi gió mặt trời chậm lại dưới tốc độ âm thanh khi nó đến gần môi trường liên sao. Voyager 1 vượt qua cú sốc chấm dứt vào năm 2004 tại 94 AU, tiếp theo là Voyager 2 vào năm 2007 tại 84 AU. Dựa trên mức độ hoạt động năng lượng mặt trời thấp hơn hiện tại và áp lực gió mặt trời thấp hơn, cú sốc chấm dứt dự kiến sẽ tiến gần hơn đến Mặt trời kể từ khi giao cắt Voyager. Ngoại suy các xu hướng hiện tại trong các phép đo Chân trời mới cũng chỉ ra rằng cú sốc chấm dứt có thể gần hơn so với khi nó được giao với Voyager. Thời gian sớm nhất, Chân trời mới sẽ đạt đến cú sốc chấm dứt vào giữa những năm 2020. Khi hoạt động của chu kỳ mặt trời tăng lên, sự gia tăng áp lực sẽ có khả năng mở rộng vòng xoắn ốc. Điều này có thể đẩy cú sốc chấm dứt lên phạm vi 84-94 AU được tìm thấy bởi tàu vũ trụ Voyager trước khi New Horizons có thời gian để đạt được cú sốc chấm dứt.
Hành trình của New Horizons xuyên qua vòng xoắn ốc bên ngoài tương phản với Voyuber ở chỗ chu kỳ mặt trời hiện tại khá nhẹ so với chu kỳ mặt trời rất tích cực mà Voyager trải qua ở vòng xoắn ốc ngoài cùng. Ngoài việc đo gió mặt trời, SWAP của New Horizons còn cực kỳ nhạy cảm và đồng thời đo các dòng thông lượng thấp của các ion đón giữa các vì sao với độ phân giải thời gian chưa từng có và độ bao phủ không gian rộng. New Horizons cũng là tàu vũ trụ duy nhất trong gió mặt trời ngoài Sao Hỏa (1,5 AU) và do đó, là tàu vũ trụ duy nhất đo tương tác giữa gió mặt trời và vật liệu liên sao trong vòng xoắn ốc ngoài cùng trong chu kỳ mặt trời nhẹ hiện tại. New Horizons dĩ nhiên là tàu vũ trụ đầu tiên đo cả gió mặt trời và các ion thu nhận giữa các vì sao trong cú sốc chấm dứt.
“New Horizons đã nâng cao đáng kể kiến thức của chúng ta về các vật thể hành tinh xa xôi, và nó chỉ phù hợp với việc nó hiện đang tiết lộ kiến thức mới về Mặt trời của chúng ta và vòng xoắn ốc của nó”, Tiến sĩ Alan Stern của SwRI cho biết.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Viện nghiên cứu Tây Nam . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :