Nagyenergiájú részecskék a Naprendszer határvidékéről

A NASA 2006-ban felbocsátott STEREO (Solar Terrestrial Relations Observatory) űrszondapárjának elsődleges feladata háromdimenziós képek rögzítése a Napról, illetve a mágneses térben a napkitörések során bekövetkező változások mérése. 2007 júniusa és októbere között a szondák szenzorai olyan semleges atomokat észleltek, melyek forrása a Naprendszer legkülső vidéke, ahol a Napból kiáramló részecskék, a napszél beleütközik az intersztelláris anyagba.

Robert Lin (University of California, Berkeley), a detektáló berendezés műszaki csapatának vezetője szerint az eredmény azért nagyon fontos, mert a semleges részecskék segítségével feltérképezhető a helioszférának az a része, ami normál távcsövek számára elérhetetlen. A helioszféra az a tartomány a Nap körül, melyre központi csillagunk hatással van. A Napot nemcsak elektromágneses sugárzás hagyja el, hanem nagyenergiájú részecskék is minden irányban. Ezek áramát napszélnek hívjuk. Messze a Pluto pályáján túl ez az áramlás lelassul, ahogyan a környező intersztelláris tér egyre sűrűbb gáz- és poranyagával találkozik. Heliopauzának nevezzük azt a határt, amelyen kívül már az intersztelláris anyag a domináns. Ahogyan a napszél lassul, az iránya is változik, aminek eredményeként a Nap körül egy üstököscsóvához hasonlító szerkezet alakul ki. Az a zóna, ahol az áramlás szubszonikus lesz, azaz sebessége a helyi hangsebesség alá csökken, a terminációs lökés (termination shock). A heliopauza és a terminációs lökés közti rész a mágneses hüvely (heliosheath).

A STEREO-szondák által észlelt semleges atomok ebből az utóbbi tartományból, a mágneses hüvelyből származnak. A kutatók szerint eredetileg a terminációs lökés közelében nagy energiát szerzett töltéssel rendelkező ionok voltak, melyek az intersztelláris gáz semleges, hideg atomjaival ütközve elvesztették töltésüket. Semleges részecskeként azonban már nem hatott rájuk a mágneses tér, így az ütközés közben szerzett impulzussal elindulhattak vissza a Naprendszer belseje felé. A semleges atomok sokkal messzebb juthatnak, mint az ionok, ezért is volt lehetséges, hogy egy részük aztán a STEREO szondák detektoraiba csapódott. Lin szerint valószínűleg hidrogénatomokról van szó. Nagyenergiájú ionok és semleges atomok közötti hasonló folyamat a Naprendszer belső térségeiben is működik, például a Föld és Jupiter körül.

A NASA az év vége felé tervezi felbocsátani az IBEX (Interstellar Boundary Explorer) nevű szondáját, melynek feladata a Naprendszer határának minden eddiginél részletesebb feltérképezése lesz.