heliostaart

Wetenschappers vermoeden al een tijdje dat ons zonnestelsel net als een komeet een staartje heeft. En nu is dat staartje met behulp van NASA’s Interstellar Boundary Explorer (IBEX) voor het eerst geobserveerd en gedetailleerd in kaart gebracht.

Wanneer een object zich door een medium beweegt, dan vormen deeltjes een spoor achter dit object. Dat zien we bijvoorbeeld heel duidelijk wanneer meteoren door de atmosfeer van de aarde bewegen. Achter de ruimtestenen ontstaat dan een lichtgevend staartje. Wetenschappers namen al enige tijd aan dat ook onze zon zo’n staartje had. Maar het was nog nooit waargenomen. “Verschillende modellen hebben gesuggereerd hoe de heliostaart eruit zou kunnen zien, maar we hadden er geen beelden van,” vertelt onderzoeker David McComas. “We maakten altijd tekeningen waarbij de staart van de heliosfeer gewoon van de pagina verdwijnt, omdat we niet eens konden speculeren over hoe deze er werkelijk uitzag.”

Een artistieke impressie van de heliosfeer: een bubbel in de ruimte die ontstaat door de zonnewind en het magnetisch veld van de zon. Afbeelding: NASA.

Een artistieke impressie van de heliosfeer: een bubbel in de ruimte die ontstaat door de zonnewind en het magnetisch veld van de aarde. Deze bubbel is niet rond: aan de voorkant wordt deze samengedrukt. Aan de achterkant uitgerekt, tot een staartje (dat is ook duidelijk te zien op de afbeelding helemaal boven aan dit artikel). Afbeelding: NASA.

Pioneer 10
Hoewel telescopen zulke staartjes al eerder achter andere sterren waarnamen, viel het niet mee om de staart van onze eigen ster te bekijken. Pioneer 10 leek hard op weg om ons eindelijk een duidelijk beeld van de staart te geven, maar in 2003 raakte de sonde door zijn energie heen, nog voordat deze de staart bereikte. Er zijn dus geen waarnemingen van ruimtesondes die zich in de staart bevinden. De staart van een afstandje waarnemen, is ook lastig, omdat de deeltjes in de staart niet oplichten en dus moeilijk te zien zijn.

De staarten van andere sterren. Afbeelding: NASA / HST / R.Casalegno / GALEX.

De staarten van andere sterren. Afbeelding: NASA / HST / R.Casalegno / GALEX.

Neutrale atomen
De Interstellar Boundary Explorer (IBEX) toont nu aan de staart indirect wel te kunnen ‘zien’. Om te begrijpen hoe deze de staart heeft waargenomen, moeten we bij het begin beginnen. De zon stuurt zonnewinden weg die zich in alle richtingen verspreiden. De winden passeren zelfs de verste planeten in ons zonnestelsel, vertragen uiteindelijk en buigen af langs de staart. Deze zonnewind voert geladen deeltjes met zich mee. Botsingen tussen deze deeltjes en interstellair materiaal aan de rand van de heliosfeer resulteert in hele snelle deeltjes zonder lading: neutrale atomen. Wat deze neutrale atomen bijzonder maakt, is dat ze zich – in tegenstelling tot geladen deeltjes – niet laten beïnvloeden door het magnetisch veld van de zon. Ze bewegen simpelweg altijd rechtdoor. Een deel van deze deeltjes haast zich in een rechte lijn weer richting de zon en kan daarbij door IBEX worden waargenomen. En omdat de deeltjes altijd rechtdoor bewegen, kan IBEX achterhalen waar ze vandaan komen, oftewel in welke richtingen de meeste botsingen tussen deeltjes en interstellair gas plaatsvinden. En aan de hand van die botsingen kan een schets worden gemaakt van de vorm van de heliosfeer en dus ook van het staartje erachter. “Door de neutrale atomen te bestuderen, heeft IBEX de heliostaart voor het eerst gezien,” stelt McComas.

Klavertjevier
Uit de waarnemingen blijkt dat de heliostaart qua vorm het meest doet denken aan een klavertjevier. De twee ‘blaadjes’ aan de zijkant van het klavertjevier zijn gevuld met traag bewegende delen en het bovenste en onderste blaadjes met snelle deeltjes. Dat is ergens logisch, als u bedenkt dat de zon de laatste jaren snelle zonnewinden nabij de polen en trage winden nabij de evenaar wegstuurt.

Onduidelijk is nog hoe lang de staart precies is. Ook willen de wetenschappers graag nog achterhalen of de vorm van de staart verandert wanneer de zonneactiviteit minder wordt.