Τι Είναι Η Ηλιόσφαιρα;

Photo Credit: NASA

Η ηλιόσφαιρα είναι βασικά η περιοχή του διαστήματος, όπου ο ήλιος είναι βασιλιάς. Η ηλιόσφαιρα, δεν είναι μια συγκεκριμένη περιοχή. Αντ 'αυτού, είναι μία ολόκληρη περιοχή. Αν χρησιμοποιούσαμε το σπίτι ως μια αναλογία, στην ιδιοκτησία σας ανήκει ο κήπος, η μπροστινή πόρτα, η πίσω πόρτα και το εσωτερικό του σπιτιού (χωρισμένο σε δωμάτια). Με τον ίδιο τρόπο, η ηλιόσφαιρα είναι η ιδιοκτησία του Ήλιου. 

Βγαίνοντας έξω πέρα από την τροχιά της ζώνης του Κάιπερ (Kuiper), ο χώρος κυριαρχείται από φορτισμένα σωματίδια που εκτινάσσονται από τον Ήλιο μέσω του ηλιακού ανέμου. Σε αυτή την περιοχή, ο ήλιος είναι η καθοριστική μαγνητική δύναμη και η άκρη της ηλιόσφαιρας καθορίζεται από την ένταση του μαγνητικού πεδίου του Ήλιου σε αντίθεση με το γαλαξιακό μαγνητικό πεδίο. 

Το εξωτερικό ηλιακό σύστημα.
Τα αντικείμενα της Ζώνης του Κάιπερ απεικονίζονται με πράσινο χρώμα,
ενώ με κόκκινο απεικονίζεται ο Ήλιος.
Οι μονάδες είναι σε Αστρονομικές Μονάδες (AU)

Ας ξεκινήσουμε από τα κύρια τμήματα της ηλιόσφαιρας αρχίζοντας από το εξωτερικό και με κατεύθυνση προς το εσωτερικό, προς τον Ήλιο.

Έξω από την ηλιόσφαιρα, υπάρχει το διαστρικό μέσο. Αυτό είναι βασικά η σκόνη και το αέριο που ταξιδεύει σε όλο το γαλαξία (η ύλη/ενέργεια που υπάρχει μεταξύ των ηλιακών συστημάτων). Η Ηλιόσφαιρα του Ήλιου μας συγχωνεύεται ομαλά στο διαστρικό μέσο και το διαστρικό μέσο συγχωνεύεται ομαλά στο διαγαλαξιακό μέσο που εκτείνεται μεταξύ του Γαλαξία μας και άλλους γαλαξίες (το διαγαλαξιακό μέσο είναι ουσιαστικά το ίδιο με το διαστρικό μέσο, αλλά υπάρχει μεταξύ των γαλαξιών, αντί των ηλιακών συστημάτων).

Για μερικά άστρα, η πρώτη σημαντική περιοχή που συναντούν καθώς ταξιδεύουν προς τα μέσα είναι το Τοξοειδές Κύμα Κρούσης (Bow Shock), αν και αυτό τεχνικά δεν αποτελεί ένα στρώμα της ηλιόσφαιρας ακόμη - είναι μια ενδιάμεση ζώνη. Το Τοξοειδές Κύμα Κρούσης μοιάζει πολύ με το τοξοειδές κύμα που δημιουργείται από τα σκάφη καθώς περνούν μέσα από το νερό. Λόγω των πιέσεων που προκαλούνται από το διαστρικό μέσο κατά τα εξωτερικά στρώματα της ηλιόσφαιρας, σχηματίζεται αυτό το ωστικό κύμα. Για να σχηματιστεί ένα τοξοειδές κύμα κρούσης, το αστέρι πρέπει να ταξιδεύει με μια ορισμένη ταχύτητα (με τον ίδιο τρόπο που ένα ταχέως κινούμενο σκάφος δημιουργεί ένα μεγαλύτερο τοξοειδές κύμα από ότι ένα αργοκίνητο σκάφος). Δυστυχώς, τα δεδομένα που συλλέγονται από το Interstellar Boundary Explorer έχουν συγκεντρώσει πρόσφατα στοιχεία που δείχνουν ότι ο Ήλιος μας δεν κινείται μέσα στο διάστημα αρκετά γρήγορα για να σχηματιστεί ένα τέτοιο ωστικό κύμα.

Το εξωτερικό στρώμα της ηλιόσφαιρας είναι μια περιοχή που ονομάζεται ηλιοσφαιρικός κολεός (heliosheath). Το εξωτερικό άκρο του ηλιοσφαιρικού κολεού - η περιοχή της ηλιόσφαιρας, που στην πραγματικότητα συγκρούεται με το διαστρικό μέσο - ονομάζεται Ηλιόπαυση (Heliopause). Έτσι, η ηλιόπαυση είναι το όριο της ηλιόσφαιρας, η επιφάνεια όπου η πίεση των εξερχόμενων σωματιδίων του ηλιακού ανέμου και των εισερχόμενων σωματιδίων από τη μεσοαστρική περιοχή εξισορροπούνται. Το Voyager 1 μόλις πέρασε μέσα από αυτό το χώρο στο διαστρικό διάστημα. Οι επιστήμονες είναι σε θέση να το προσδιορίσουν αυτό, διότι το Voyager 1 βίωσε μια απότομη αύξηση στις κοσμικές ακτίνες και μια στροφή προς την κατεύθυνση του μαγνητικού πεδίου.

Ο Ηλιοσφαιρικός Κολεός έρχεται επόμενος, αλλά η φύση της ύπαρξής του σήμερα αμφισβητείται. Και τα δύο, τα Voyager 1 και 2 έχουν μελετήσει εκτενώς τον ηλιοσφαιρικό κολεό. Βοήθησαν τους επιστήμονες να προσδιορίσουν ότι η περιοχή δεν ήταν ομαλή συγχώνευση φορτισμένων σωματιδίων, αλλά μάλλον μια περιοχή «αφρώδες» τύπου, γεμάτο με φυσαλίδες που είναι πιθανό να σχηματίστηκαν από μαγνητικές δυνάμεις από την "πάλη" μεταξύ του γαλαξία και του ήλιου. Αυτή η περιοχή αρχίζει περίπου στις 100 αστρονομικές μονάδες (AU) από τον Ήλιο.

Στη συνέχεια, έχουμε το Κρουστικό Κύμα (Termination Shock). Αυτή είναι η περιοχή όπου ηλιακοί άνεμοι που παράγονται από τον ήλιο επιβραδύνουν σε υποηχητικές ταχύτητες (σχετικές με τον Ήλιο). Καθώς υπερηχητικά σωματίδια εκτινάσσονται από τον Ήλιο, λόγω των πιέσεων που προκαλούνται από το διαστρικό μέσο, ​​αναγκάζονται να επιβραδύνουν. Το Κρουστικό Κύμα, υπάρχει γύρω στις 75-90 αστρονομικές μονάδες (AU), είναι η περιοχή όπου αυτά τα σωματίδια επιβραδύνουν δραματικά προκαλώντας μία σαν ωστικό κύμα επίδραση (το κρουστικό κύμα είναι διαφορετικό από το τοξοειδές κύμα κρούσης που αναφέρθηκε νωρίτερα).

Εντός της φούσκας του κρουστικού κύματος είναι η περιοχή του διαστήματος που κυριαρχείται πλήρως από τον ήλιο και από τους ηλιακούς ανέμους και το διαπλανητικό μέσο. Κοσμικές ακτίνες και σωματίδια από το διαστρικό μέσο διεισδύουν βαθιά μέσα στα ηλιακά συστήματα, αλλά δεν είναι σε καμία περίπτωση η πλειοψηφία και παίζουν με τους κανόνες του Ήλιου.

Η ηλιόσφαιρα δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητή, αλλά διαρκώς διερευνούν, παρατηρούν και δοκιμάζουν. Έτσι, με λίγη τύχη, θα επιτύχουμε μια πιο ολοκληρωμένη κατανόηση μέσα στα επόμενα λίγα χρόνια.

ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ: Ειρήνη Μαντζουράνη