NASA New Horizons-rumfartøjets omfattende observationer af Lyman-Alpha-emissioner har resulteret i det første kort nogensinde fra galaksen ved denne vigtige ultraviolette bølgelængde, hvilket giver et nyt kig på den galaktiske region, der omgiver vores solsystem. Resultaterne er beskrevet i en ny undersøgelse, der er forfatter af det SWRI-ledede New Horizons-team.
Den nyligt offentliggjorte forskningsdokument, der beskriver observationer og deres fortolkning, “Lyman-Alpha Sky som observeret af New Horizons på 57 AU,” af RG Gladstone og medforfattere vises i The Astronomical Journal.
“At forstå Lyman-Alpha-baggrunden hjælper med at kaste lys over de nærliggende galaktiske strukturer og processer,” sagde Swri’s Dr. Randy Gladstone, undersøgelsens førende efterforsker og første forfatter af publikationen. “Denne forskning antyder, at varme interstellare gasbobler som den, som vores solsystem er indlejret i, faktisk kan være regioner med forbedrede brintgasemissioner ved en bølgelængde kaldet Lyman Alpha.”
Lyman-alpha er en specifik bølgelængde af ultraviolet lys udsendt og spredt af hydrogenatomer. Det er især nyttigt for astronomer, der studerer fjerne stjerner, galakser og det interstellære medium, da det kan hjælpe med at registrere sammensætningen, temperaturen og bevægelsen af disse fjerne genstande.
Under sin første rejse til Pluto indsamlede nye horisonter baseline-data om Lyman-Alpha-emissioner ved hjælp af Alice-instrumentet, en SWRI-udviklet ultraviolet spektrograf. En spektrograf er et værktøjs astronomer, der bruger til at opdele lys i dets forskellige farver. Alice er specialiseret i det fjerntliggende bølgelængdebånd.
Efter at rumfartøjets primære mål ved Pluto var afsluttet, brugte forskere Alice til at foretage bredere og hyppigere undersøgelser af Lyman-Alpha-emissioner, da nye horisonter rejste længere fra solen. Disse undersøgelser omfattede et omfattende sæt scanninger i 2023, der kortlagde ca. 83% af himlen.
For at isolere emissioner fra galaksen modellerede New Horizons-teamet spredt Solar Lyman-Alpha-emissioner og subtraherede dem fra spektrografens data. Resultaterne indikerer en omtrent ensartet baggrund Lyman Alpha Sky -lysstyrke 10 gange stærkere end forventet fra tidligere skøn.
“Disse resultater peger på emissionen og spredningen af Lyman-Alpha-fotoner med hydrogenatomer i skallen af en varm boble, kendt for at omringe vores solsystem og nærliggende stjerner, der blev dannet af nærliggende supernova-begivenheder for et par millioner år siden,” sagde Gladstone.
Undersøgelsen fandt heller ikke noget bevis for, at en brintvæg, der tænkes at omringe solens heliosfære, væsentligt bidrager til det observerede Lyman Alpha -signal. Forskere havde teoretiseret, at en mur af interstellære hydrogenatomer ville akkumulere, da de stødte på kanten af vores heliosfære, den enorme region af rummet domineret af solvinden, da det interagerer med det interstellære medium. Imidlertid så de nye horisonsdata ikke noget, der angiver, at væggen er en vigtig kilde til Lyman-Alpha-emissioner.
“Dette er virkelig milepæl-observationer, når de giver den første klare udsigt over himlen, der omgiver solsystemet ved disse bølgelængder, begge afslører nye egenskaber ved den himmel og tilbageviste ældre ideer, som Alice New Horizons-data bare ikke understøtter,” sagde medforfatter og den nye horisons hovedundersøger Dr. Alan Stern. “Dette Lyman-Alpha-kort giver også et solidt fundament for fremtidige undersøgelser for at lære endnu mere.”