Om vi kunde gå ombord på starship Enterprise-D och kunde titta igenom Giordi LaForges visir skulle vi kanske kunna se det interstellära mediet - "grejerna" mellan stjärnorna - som osynliga moln av syre, väte, helium och neon. Istället, sedan vi är tillbaka i 2000-talet, har vi rymdskeppet Interstellar Boundary Explorer (IBEX), som nu har gjort de första direkt observationerna av neutrala vätgas- och syreatomer i vårt solsystem från regionen utanför vår heliosfär. Överraskande nog är detta material mer "främmande" än vad forskarna förväntade sig, eftersom ämnet i den galaktiska vinden inte innehåller samma exakta material som vad vårt solsystem är tillverkat av.
Den viktigaste upptäckten är att det finns mindre syre "där ute." För varje 20 neonatomer i den galaktiska vinden finns 74 syreatomer. I vårt eget solsystem finns det dock för varje 20 neonatomer 111 syreatomer. Det betyder mer syre i en viss region i solsystemet än i det lokala interstellära utrymmet.
"Vårt solsystem är annorlunda än utrymmet precis utanför det och det antyder två möjligheter," sade David McComas, den huvudsakliga utredaren för IBEX. ”Antingen utvecklades solsystemet i en separat, mer syrgasrika del av galaxen än där vi för närvarande bor eller så ligger en stor mängd kritiskt, livsgivande syre fångat i interstellära dammkorn eller is, och inte kan röra sig fritt i rymden. ”
Hur som helst, säger forskarna, detta påverkar vetenskapliga modeller av hur vårt solsystem - och liv - bildas. Och mer än bara att hjälpa till att bestämma fördelningen av element i det interstellära mediet, dessa nya mätningar ger ledtrådar om hur och var vårt solsystem bildades, krafterna som fysiskt formar vårt solsystem och till och med historien om andra stjärnor på Vintergatan. .
"Detta främmande interstellära material är verkligen de saker som stjärnor och planeter och människor är gjorda av - och det är mycket viktigt att mäta det direkt," sa McComas under en pressmöte på tisdag.
Om Spock var medlem av detta uppdrag, skulle han förmodligen höja ett ögonbryn och säga, "fascinerande." *
Mellanstjärniga moln innehåller elementen i exploderade supernovaer, som är spridda över galaxen. När den interstellära vinden blåser dessa laddade och neutrala partiklar genom Vintergatan, kan rymdskeppet mäta prover som gör det till vårt solsystem. IBEX skannar hela himlen en gång om året, och varje februari pekar dess instrument i rätt riktning för att fånga inkomna neutrala atomer. IBEX räknade dessa atomer 2009 och 2010 och har nu fångat det bästa och mest kompletta glimt av materialet som ligger så långt utanför vårt eget system.
Förutom att ta prov på de råa "stjärna grejerna" är fynden viktiga eftersom den interstellära gasen som omger oss kan påverka styrkan i solens heliosfär - solens inflytande, och som en skärmande bubbla skyddar oss från farlig galaktisk kosmisk strålar, vars majoritet skulle komma in i det inre solsystemet om inte för denna bubbla.
IBEX upptäckte också att den interstellära vinden är ungefär 7 000 miles per timme långsammare än tidigare trott. Detta indikerar att vårt solsystem fortfarande befinner sig i det som kallas ”det lokala interstellära molnet.” Men forskarna noterade att vi kommer att övergå till en annan region när som helst inom några tusen år (mycket kort på astronomiska tidsskalor) där förhållandena kommer att förändras och påverka heliosfärens skyddsförmåga. Och ingen vet om den förändringen kommer att bli till det bättre eller sämre.
När vårt solsystem reser runt mjölkvägen genom den enorma sopan av den kosmiska tiden, har heliosfärens ständigt föränderliga natur troligen haft konsekvenser för utvecklingen av livet på jorden, eftersom olika strålningsnivåer väckte genetiska mutationer och kanske grossistutsläpp .
"Det här är väldigt spännande och det har viktiga konsekvenser när solen rör sig genom rymden och in och ut ur interstellära moln varierar flödet av galaktiska kosmiska strålar," säger Priscilla Frisch, seniorforskare, Institutionen för astronomi och astrofysik vid universitetet från Chicago, och en del av IBEX-uppdraget. ”Och det spelas in i geo-isotoprekordet. En dag kanske kan vi länka solens rörelse genom interstellära moln med geologiska poster på jorden och spåra jordens geologiska historia. "
Samtidigt som de nya resultaten ger en större förståelse för vår heliosfär, kommer det också att hjälpa forskare att utforska analoga strukturer som kallas ”astrosfärer”, som omger andra stjärnor i hela galaxen.
"Vi känner till minst två fall av en annan stjärna med ett planetsystem och en astrosfär runt sig, och dessa är de verkliga analogerna till vårt eget solsystem," sade Seth Redfield, biträdande professor, astronomiavdelningen, Wesleyan University, i Middletown, Connecticut , också talar vid pressmötet. ”Upptäckten av andra planeter i kombination med vår förståelse för de effekter som dessa galaktiska kosmiska strålar kan ha på planeter och livets uppkomst och utveckling. Det här är anslutningar som vi inte har utforskat till fullo, och med dessa nya resultat från IBEX kommer vi nu till ett mycket intressant ämne att utforska. ”
IBEX är ett litet rymdskepp, ungefär storleken på ett kortbord och är ett av NASA: s lågkostnadsuppdrag. Den är i jordbanan, men kan observera solsystemets kanter med detektorer som "ser" utåt och samlar partiklar som kallas energin neutrala atomer. Med data från IBEX skapar forskare den första kartan över gränsen för vårt solsystem.
Dessa senaste resultat från IBEX presenterades i en serie vetenskapliga artiklar som visas i Astrophysics Journal den 31 januari 2012.
"Denna uppsättning papper ger många av de första direkta mätningarna av det interstellära mediet runt oss," säger McComas. "Vi har försökt förstå vår galax under lång tid, och med alla dessa observationer tillsammans tar vi ett stort steg framåt för att veta hur den lokala delen av galaxen är."
Mer information: NASA: s pressmeddelande, Ytterligare bilder, videor via Goddard Media Center, Papers: Disconnecting Solar Magnetic Flux, The Interstellar Boundary Explorer (IBEX): Spåra interaktionen mellan heliosfären och det omgivande interstellära materialet med energiska neutrala atomer,
* Tack till Dwayne Brown från NASA för Spock-referensen.
