Nieuwe gegevens van NASA's Cassini-missie, gecombineerd met metingen van de twee Voyager-ruimtevaartuigen en NASA's Interstellar Boundary Explorer, of steenbokken, suggereert dat onze zon en planeten omgeven zijn door een reus, rond systeem van magnetisch veld van de zon - waardoor het alternatieve beeld van de zonne-magnetische velden die achter de zon in de vorm van een lange komeetstaart volgen, in twijfel wordt getrokken.

De zon laat een constante uitstroom van magnetisch zonnemateriaal vrij - de zonnewind genaamd - die het binnenste zonnestelsel vult, tot ver voorbij de baan van Neptunus reiken. Deze zonnewind creëert een bubbel, ongeveer 23 miljard mijl breed, heliosfeer genoemd. Ons hele zonnestelsel, inclusief de heliosfeer, beweegt door de interstellaire ruimte. Het meest voorkomende beeld van de heliosfeer was er een van een komeetvormige structuur, met een ronde kop en een verlengde staart. Maar nieuwe gegevens over een volledige 11-jarige zonneactiviteitscyclus laten zien dat dit misschien niet het geval is:de heliosfeer kan aan beide uiteinden afgerond zijn, waardoor zijn vorm bijna bolvormig is. Een paper over deze resultaten werd gepubliceerd in Natuurastronomie op 24 april 2017.

"In plaats van een langdurige, komeetachtige staart, deze ruwe belvorm van de heliosfeer is te wijten aan het sterke interstellaire magnetische veld - veel sterker dan wat in het verleden werd verwacht - gecombineerd met het feit dat de verhouding tussen deeltjesdruk en magnetische druk in de heliomantel hoog is, " zei Kostas Dialynas, een ruimtewetenschapper aan de Academie van Athene in Griekenland en hoofdauteur van het onderzoek.

Een instrument op Cassini, die meer dan tien jaar het Saturnus-stelsel heeft verkend, heeft wetenschappers cruciale nieuwe aanwijzingen gegeven over de vorm van het achterste uiteinde van de heliosfeer, vaak de heliotail genoemd. Wanneer geladen deeltjes uit het binnenste zonnestelsel de grens van de heliosfeer bereiken, ze ondergaan soms een reeks ladingsuitwisselingen met neutrale gasatomen uit het interstellaire medium, elektronen laten vallen en terugkrijgen terwijl ze door dit uitgestrekte grensgebied reizen. Sommige van deze deeltjes worden teruggestuurd naar het binnenste zonnestelsel als snel bewegende neutrale atomen, die kan worden gemeten door Cassini.

"Het Cassini-instrument is ontworpen om de ionen in beeld te brengen die vastzitten in de magnetosfeer van Saturnus, " zei Tom Krimigis, een instrument lead op NASA's Voyager en Cassini missies gebaseerd op Johns Hopkins University's Applied Physics Laboratory in Laurel, Maryland, en een auteur over de studie. "We hadden nooit gedacht dat we zouden zien wat we zien en in staat zouden zijn om de grenzen van de heliosfeer in beeld te brengen."

Omdat deze deeltjes met een kleine fractie van de lichtsnelheid bewegen, hun reizen van de zon naar de rand van de heliosfeer en weer terug duren jaren. Dus als het aantal deeltjes dat van de zon komt verandert - meestal als gevolg van de 11-jarige activiteitscyclus - duurt het jaren voordat dat wordt weerspiegeld in de hoeveelheid neutrale atomen die terug het zonnestelsel in schieten.

Cassini's nieuwe metingen van deze neutrale atomen brachten iets onverwachts aan het licht:de deeltjes die uit de staart van de heliosfeer komen, weerspiegelen de veranderingen in de zonnecyclus bijna net zo snel als de deeltjes die uit de neus van de heliosfeer komen.

"Als de 'staart' van de heliosfeer zich uitstrekt als een komeet, we zouden verwachten dat de patronen van de zonnecyclus veel later zouden verschijnen in de gemeten neutrale atomen, ' zei Krimigis.

Maar omdat patronen van zonneactiviteit net zo snel zichtbaar zijn in staartdeeltjes als die van de neus, dat betekent dat de staart ongeveer op dezelfde afstand van ons is als de neus. Dit betekent dat lange, komeetachtige staart die wetenschappers voor ogen hadden, bestaat misschien helemaal niet - in plaats daarvan, de heliosfeer kan bijna rond en symmetrisch zijn.

Een afgeronde heliosfeer kan het gevolg zijn van een combinatie van factoren. Gegevens van Voyager 1 laten zien dat het interstellaire magnetische veld buiten de heliosfeer sterker is dan wetenschappers eerder dachten, wat betekent dat het zou kunnen interageren met de zonnewind aan de randen van de heliosfeer en de staart van de heliosfeer zou kunnen verdichten.

De structuur van de heliosfeer speelt een grote rol in hoe deeltjes uit de interstellaire ruimte - kosmische straling genoemd - het binnenste zonnestelsel bereiken, waar de aarde en de andere planeten zijn.

"Deze gegevens die Voyager 1 en 2, Cassini en IBEX bieden de wetenschappelijke gemeenschap een meevaller voor het bestuderen van de verre uithoeken van de zonnewind, " zei Arik Posner, Voyager en IBEX-programmawetenschapper op het NASA-hoofdkwartier in Washington, gelijkstroom, die niet bij dit onderzoek betrokken was. "Terwijl we doorgaan met het verzamelen van gegevens van de randen van de heliosfeer, deze gegevens zullen ons helpen de interstellaire grens beter te begrijpen die de aardse omgeving helpt beschermen tegen schadelijke kosmische straling."