Para astronom telah menemukan mengapa tata surya bisa berbentuk seperti croissant

Tata surya berada dalam gelembung.

Angin dan radiasi dari matahari mengalir keluar, mendorongnya ke ruang antarbintang. Ini menciptakan batas untuk pengaruh matahari, karena benda-benda di tata surya terlindung dari radiasi kosmik yang kuat.

Ini disebut heliosfer, dan memahami cara kerjanya adalah bagian penting untuk memahami tata surya kita, dan mungkin bahkan bagaimana kita, dan semua kehidupan di Bumi, bisa berada di sini.

“Bagaimana ini relevan dengan masyarakat? Gelembung yang mengelilingi kita, yang dihasilkan oleh matahari, memberikan perlindungan dari sinar kosmik galaksi, dan bentuknya dapat memengaruhi bagaimana sinar ini memasuki heliosfer,” Ahli astrofisika James Drake berkata: dari Universitas Maryland.

“Ada banyak teori tetapi, tentu saja, cara sinar kosmik memasuki galaksi dapat dipengaruhi oleh struktur heliosfer – apakah ia memiliki kerutan dan lipatan dan semacamnya?”

Karena kita berada di dalam heliosfer, dan batas-batasnya sebenarnya tidak terlihat, mencari tahu seperti apa bentuknya tidaklah mudah. Tapi ini bukan tidak mungkin. Wahana Voyager dan New Horizons adalah tiga pesawat luar angkasa yang telah melakukan perjalanan jauh ke tata surya. Faktanya, wahana Voyager telah melewati batas heliosfer, dan saat ini sedang melewati ruang antarbintang.

Dengan data dari sensor ini, para ilmuwan memutuskan tahun lalu bahwa heliosfer dapat berbentuk seperti croissant kosmik yang aneh. Sekarang, cari tahu caranya: Molekul hidrogen netral yang mengalir ke Tata Surya dari ruang antarbintang kemungkinan memainkan peran penting dalam membentuk bentuk heliosfer.

Tim berangkat untuk menyelidiki jet heliosphere. Ini adalah pancaran material ganda yang berasal dari kutub Matahari, yang dibentuk oleh interaksi medan magnet matahari dengan medan magnet antarbintang. Dan bukannya menembak lurus, ia melengkung, didorong oleh aliran di antara bintang-bintang—seperti titik-titik croissant. Ini adalah ekor tata surya.

Rekonstruksi heliosfer menunjukkan pesawat. (M.Opher/AAS)

Ini mirip dengan pancaran astrofisika lain yang diamati di luar angkasa, dan seperti pancaran lainnya, pancaran matahari tidak stabil. Tampaknya juga heliosfer, yang dibentuk oleh Matahari, tidak stabil. Para peneliti ingin tahu mengapa.

“Kami melihat pesawat-pesawat ini ditembak jatuh dalam kolom yang tidak beraturan, dan [astrophysicists] Saya telah bertanya-tanya selama bertahun-tahun mengapa bentuk-bentuk ini sangat tidak stabil,” Menjelaskan astrofisikawan Merav Over dari Boston University (BU), yang memimpin penelitian.

Tim melakukan pemodelan komputasi, dengan fokus pada atom hidrogen netral – atom yang tidak membawa muatan. Kita tahu aliran-aliran ini di seluruh alam semesta, tetapi tidak efeknya pada heliosfer. Ketika para peneliti mengeluarkan atom netral dari model mereka, pancaran sinar matahari tiba-tiba menjadi stabil. Kemudian mereka membawanya kembali.

“Ketika saya memasukkannya kembali, benda-benda mulai bengkok, dan poros tengah mulai bergetar, dan itu berarti sesuatu di dalam heliosfer menjadi sangat tidak stabil,” Ophir mengatakan.

Menurut analisis tim, ini disebabkan oleh interaksi hidrogen netral dengan materi terionisasi di heliosfer – wilayah terluar heliosfer. Ini menghasilkan Ketidakstabilan Riley dan Taylor, atau ketidakstabilan yang terjadi pada antarmuka antara dua fluida dengan densitas yang berbeda saat fluida yang lebih ringan mendorong ke fluida yang lebih berat. Hal ini, pada gilirannya, menghasilkan gangguan yang meluas pada ekor heliosfer.

Ini adalah penjelasan yang jelas dan elegan tentang seperti apa heliosfer itu, dan yang dapat berimplikasi pada pemahaman kita tentang cara sinar kosmik galaksi memasuki tata surya. Pada gilirannya, ini dapat membantu kita lebih memahami lingkungan radiasi tata surya, di luar medan magnet dan atmosfer pelindung Bumi.

“Alam semesta tidak tenang. Model BU kami tidak mencoba memotong kekacauan, yang memungkinkan saya untuk menentukan penyebabnya [of the heliosphere’s instability]…. partikel hidrogen netral Ophir mengatakan.

“Penemuan ini benar-benar terobosan besar, dan itu benar-benar mengarahkan kami untuk mencari tahu mengapa model kami memiliki heliosfer yang berbeda yang berbentuk seperti croissant dan mengapa model lain tidak.”

Pencarian dipublikasikan di Jurnal Astrofisika.