Pesawat IBEX Mengukur Partikel ‘Alien’ dari Luar Tata Surya

 

Sabtu, 4 Februari 2012 - Menggunakan data dari pesawat Interstellar Boundary Explorer (IBEX) milik NASA, sebuah tim peneliti internasional mengukur partikel “alien” netral yang memasuki tata surya kita dari ruang antar bintang.

Heliosfer, “gelembung” dimana Matahari kita dan planet-planetnya tinggal, terbentuk oleh interaksi antara angin surya, mengalir keluar dari Matahari, dan medium antar bintang, yang menekannya. Partikel bermuatan listrik
, atau terionisasi, tidak dapat menembus perbatasan antara dua badan ini. Walau begitu, partikel netral, yang menyusun sekitar separuh bahan di luar heliosfer, mengalir bebas menembus perbatasan.

 Pesawat satu-satunya yang secara langsung mendeteksi aliran masuk partikel netral ini adalah Ulysses, yang lebih dari satu decade lalu mengukur helium netral antar bintang. Walaupun IBEX dirancang utamanya untuk memetakan interaksi antara angin surya dan bahan antar bintang terionisasi, kamera atom netral energi rendah mereka juga mengukur partikel netral antar bintang yang tidak dideteksi Ulysses. Dari lokasinya dalam orbit Bumi, IBEX telah mensampel hidrogen, oksigen, dan neon antar bintang selain helium netral.

 Neon dan oksigen berada di seluruh bagian galaksi, namun para peneliti tidak yakin mengenai distribusinya. Menggunakan data IBEX, pengukuran langsung pertama unsur-unsur ini dalam medium antar bintang local, para peneliti dapat menentukan seberapa banyak oksigen ada dalam bagian lokal galaksi, dimana bahan tersedia dalam jumlah berapa banyak.

 “Menjawab pertanyaan-pertanyaan ini adalah penting untuk memahami keanekaragaman sup galaktik – bahan dimana bintang, planet, dan kehidupan semuanya terbentuk,” kata  Dr. David J. McComas, penyidik utama IBEX dan asisten wakil presiden  Southwest Research Institute.

Sebagai contoh, keberadaan sedikit oksigen di medium antar bintang lokal dibandingkan dengan Matahari dan rata-rata galaksi dapat mengindikasikan kalau Matahari terbentuk dalam daerah kurang oksigen dari pada yang ada di lokasi saat ini. Kemungkinan lain adalah oksigen dapat terikat atau “tersembunyi” dalam bahan galaktik lainnya, seperti butiran debu dan es.

 Data IBEX mengungkapkan kalau partikel netral antar bintang memasuki heliosfer dengan kecepatan sekitar 84 ribu km per jam, kurang lebih 11 ribu km per jam lebih lambat dari yang diperoleh pengamatan Ulysses, dan mereka memasuki dari arah yang berbeda. Gaya magnet berperan penting dalam interaksi partikel bermuatan di perbatasan heliosfer. Saat kecepatan keseluruhan partikel menurun, gaya magnet berperan lebih dominan lagi.

“Dengan kecepatan rendah ini, gaya magnet luar menyebabkan heliosfer menjadi lebih tertekan dan berbentuk gepeng,” kata McComas. “Bukannya berbentuk seperti peluru bergerak di udara, heliosfer menjadi gepeng, lebih mirip sebuah bola ditekan oleh seseorang yang duduk di atasnya.”

 Berdasarkan data Ulysses yang lama, para peneliti berteori kalau heliosfer meninggalkan awan galaktik lokal dan bertransisi menuju daerah antariksa baru. Walau begitu, saat jaraknya sangat dekat, hasil IBEX menunjukkan kalau heliosfer tetap berada dalam awan lokal, setidaknya sekarang.

 “Suatu saat dalam ratusan atau beberapa ribu tahun mendatang, hanya sekejab dalam skala waktu galaksi, heliosfer kita akan meninggalkan awan antar bintang lokal dan memasuki lingkungan galaktik yang lebih berbeda,” kata McComas.

 Para peneliti akan mampu menambah pengukuran mengenai partikel bermuatan di luar heliosfer pada pengukuran partikel netral yang disediakan IBEX saat dua pesawat Voyager meninggalkan tata surya kita dan melintasi heliopause, mungkin dalam beberapa tahun ke depan.

 “Itu akan member kita gambaran lebih lengkap lagi mengenai apa yang terjadi di daerah sekeliling rumah kita di tata surya,” kata   McComas.

Keenam makalah mendetail hasil IBEX dan editorial yang ditulis oleh McComas diterbitkan hari ini dalam edisi Suplemen khusus   Astrophysical Journal bernama “Interstellar Boundary Explorer (IBEX): Direct Sampling of the Interstellar Medium.” Para pengarang mewakili sebuah tim peneliti internasional dari   Southwest Research Institute, University of Bern, Swiss, Polish Academy of Sciences Space Research Centre, University of New Hampshire, University of Chicago dan Massachusetts Institute of Technology.

IBEX adalah yang terakhir dari sederetan misi antariksa Small Explorer yang dikembangkan dengan cepat dan biaya murah oleh NASA.  Southwest Research Institute di San Antonio memimpin dan mengembangkan misi ini dengan sebuah tim partner nasional dan internasional.   Goddard Space Flight Center NASA di Greenbelt, Md mengatur Explorers Program untuk  Science Mission Directorate NASA di Washington.

Bahan singkat dari NASA:  http://www.nasa.gov/mission_pages/ibex/multimedia/013112-briefing-materials.html

Sumber berita:

 Southwest Research Institute.

Referensi jurnal:

1. Editorial. Interstellar Boundary Explorer (IBEX): Direct Sampling of the Interstellar Medium. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 8 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/8
2. Lukas Saul, Peter Wurz, Diego Rodriguez, Jürgen Scheer, Eberhard Möbius, Nathan Schwadron, Harald Kucharek, Trevor Leonard, Maciej Bzowski, Stephen Fuselier, Geoff Crew, Dave McComas. Local Interstellar Neutral Hydrogen Sampled in situ by IBEX. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 14 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/14
3. M. H?ond, M. Bzowski, E. Möbius, H. Kucharek, D. Heirtzler, N. A. Schwadron, M. E. O’ Neill, G. Clark, G. B. Crew, S. Fuselier, D. J. McComas. Precision Pointing of IBEX-Lo Observations. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 9 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/9
4. Martin A. Lee, Harald Kucharek, Eberhard Möbius, Xian Wu, Maciej Bzowski, David McComas. An Analytical Model of Interstellar Gas in the Heliosphere Tailored to Interstellar Boundary Explorer Observations. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 10 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/10
5. E. Möbius, P. Bochsler, M. Bzowski, D. Heirtzler, M. A. Kubiak, H. Kucharek, M. A. Lee, T. Leonard, N. A. Schwadron, X. Wu, S. A. Fuselier, G. Crew, D. J. McComas, L. Petersen, L. Saul, D. Valovcin, R. Vanderspek, P. Wurz. Interstellar Gas Flow Parameters Derived from Interstellar Boundary Explorer-Lo Observations in 2009 and 2010: Analytical Analysis. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 11 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/11
6. M. Bzowski, M. A. Kubiak, E. Möbius, P. Bochsler, T. Leonard, D. Heirtzler, H. Kucharek, J. M. Sokó?, M. H?ond, G. B. Crew, N. A. Schwadron, S. A. Fuselier, D. J. McComas. Neutral Interstellar Helium Parameters Based on IBEX-Lo Observations and Test Particle Calculations. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 12 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/12
7. P. Bochsler, L. Petersen, E. Möbius, N. A. Schwadron, P. Wurz, J. A. Scheer, S. A. Fuselier, D. J. McComas, M. Bzowski, P. C. Frisch. Estimation of the Neon/Oxygen Abundance Ratio at the Heliospheric Termination Shock and in the Local Interstellar Medium from IBEX Observations. The Astrophysical Journal Supplement Series, 2012; 198 (2): 13 DOI: 10.1088/0067-0049/198/2/13