Per la prima volta, il confine dell'eliosfera è stato mappato, dando agli scienziati una migliore comprensione di come interagiscono i venti solari e interstellari.

"I modelli fisici hanno teorizzato per anni questo confine, " ha detto Dan Reisenfeld, uno scienziato del Los Alamos National Laboratory e autore principale del documento, che è stato pubblicato nel Giornale Astrofisico oggi. "Ma questa è la prima volta che siamo stati effettivamente in grado di misurarlo e crearne una mappa tridimensionale".

L'eliosfera è una bolla creata dal vento solare, un flusso di principalmente protoni, elettroni, e le particelle alfa che si estendono dal Sole nello spazio interstellare e proteggono la Terra dalle radiazioni interstellari dannose.

Reisenfeld e un team di altri scienziati hanno utilizzato i dati del satellite Interstellar Boundary Explorer (IBEX) della NASA in orbita attorno alla Terra, che rileva le particelle che provengono dall'elioguaina, lo strato limite tra il sistema solare e lo spazio interstellare. Il team è stato in grado di mappare il confine di questa zona, una regione chiamata eliopausa. Qui, il vento solare, che si spinge verso lo spazio interstellare, si scontra con il vento interstellare, che spinge verso il Sole.

Per fare questa misurazione, hanno usato una tecnica simile a come i pipistrelli usano il sonar. "Proprio come i pipistrelli inviano impulsi sonar in ogni direzione e usano il segnale di ritorno per creare una mappa mentale di ciò che li circonda, abbiamo usato il vento solare del sole, che va in tutte le direzioni, per creare una mappa dell'eliosfera, ", ha detto Reisenfeld.

Lo hanno fatto utilizzando la misurazione del satellite IBEX degli atomi neutri energetici (ENA) che risultano dalle collisioni tra le particelle del vento solare e quelle del vento interstellare. L'intensità di quel segnale dipende dall'intensità del vento solare che colpisce l'elioguaina. Quando un'onda colpisce la guaina, il conteggio ENA aumenta e IBEX può rilevarlo.

"Il 'segnale' del vento solare inviato dal Sole varia in intensità, formando un modello unico, " ha spiegato Reisenfeld. "IBEX vedrà lo stesso schema nel segnale ENA di ritorno, due-sei anni dopo, a seconda dell'energia ENA e della direzione in cui l'IBEX sta guardando attraverso l'eliosfera. Questa differenza di fuso orario è il modo in cui abbiamo trovato la distanza dalla regione di origine ENA in una particolare direzione".

Hanno quindi applicato questo metodo per costruire la mappa tridimensionale, utilizzando i dati raccolti durante un ciclo solare completo, dal 2009 al 2019.

"Nel fare questo, siamo in grado di vedere il confine dell'eliosfera nello stesso modo in cui un pipistrello usa il sonar per "vedere" le pareti di una grotta, " Ha aggiunto.

Il motivo per cui ci vuole così tanto tempo prima che il segnale ritorni all'IBEX è a causa delle grandi distanze coinvolte. Le distanze nel sistema solare sono misurate in unità astronomiche (AU) dove 1 AU è la distanza dalla Terra al Sole. La mappa di Reisenfeld mostra che la distanza minima dal Sole all'eliopausa è di circa 120 AU nella direzione rivolta al vento interstellare, e nella direzione opposta, si estende almeno 350 AU, che è il limite di distanza della tecnica di sondaggio. Per riferimento, l'orbita di Nettuno è di circa 60 UA di diametro.