Pela primeira vez, a fronteira da heliosfera foi mapeada, dando aos cientistas uma melhor compreensão de como os ventos solares e interestelares interagem.

"Os modelos físicos teorizam sobre essa fronteira há anos, "disse Dan Reisenfeld, cientista do Laboratório Nacional de Los Alamos e principal autor do artigo, que foi publicado no Astrophysical Journal hoje. "Mas esta é a primeira vez que realmente conseguimos medi-lo e fazer um mapa tridimensional dele."

A heliosfera é uma bolha criada pelo vento solar, um fluxo de principalmente prótons, elétrons, e partículas alfa que se estendem do Sol ao espaço interestelar e protegem a Terra da radiação interestelar prejudicial.

Reisenfeld e uma equipe de outros cientistas usaram dados do satélite Interstellar Boundary Explorer da NASA em órbita terrestre (IBEX), que detecta partículas que vêm da heliosfera, a camada limite entre o sistema solar e o espaço interestelar. A equipe conseguiu mapear a borda desta zona - uma região chamada heliopausa. Aqui, o vento solar, que empurra em direção ao espaço interestelar, colide com o vento interestelar, que empurra em direção ao sol.

Para fazer esta medição, eles usaram uma técnica semelhante a como os morcegos usam o sonar. "Assim como os morcegos enviam pulsos de sonar em todas as direções e usam o sinal de retorno para criar um mapa mental de seus arredores, usamos o vento solar do Sol, que sai em todas as direções, para criar um mapa da heliosfera, "disse Reisenfeld.

Eles fizeram isso usando a medição do satélite IBEX de átomos neutros energéticos (ENAs) que resultam de colisões entre as partículas do vento solar e as do vento interestelar. A intensidade desse sinal depende da intensidade do vento solar que atinge a heliosfera. Quando uma onda atinge a bainha, a contagem de ENA aumenta e o IBEX pode detectá-la.

"O 'sinal' do vento solar enviado pelo Sol varia em intensidade, formando um padrão único, "explicou Reisenfeld." O IBEX verá o mesmo padrão no retorno do sinal ENA, dois a seis anos depois, dependendo da energia ENA e da direção que o IBEX está olhando através da heliosfera. Essa diferença de tempo é como encontramos a distância até a região de origem de ENA em uma direção específica. "

Eles então aplicaram este método para construir o mapa tridimensional, usando dados coletados ao longo de um ciclo solar completo, de 2009 a 2019.

"Ao fazer isso, somos capazes de ver os limites da heliosfera da mesma forma que um morcego usa o sonar para "ver" as paredes de uma caverna, " ele adicionou.

O motivo pelo qual demora tanto para o sinal retornar ao IBEX é por causa das vastas distâncias envolvidas. As distâncias no sistema solar são medidas em unidades astronômicas (UA), onde 1 UA é a distância da Terra ao Sol. O mapa de Reisenfeld mostra que a distância mínima do Sol à heliopausa é de cerca de 120 UA na direção do vento interestelar, e na direção oposta, estende pelo menos 350 UA, que é o limite de distância da técnica de sondagem. Para referência, a órbita de Netuno tem cerca de 60 UA de diâmetro.