Misja Ulysses trwała 19 lat, do 1990 do 2009 roku. Głównym jej celem były obserwacje Słońca, sonda po przelocie koło Jowisza skierowała się na orbitę wokół Słońca przebiegającą prawie prostopadle do płaszczyzny ekliptyki, aby móc obserwować północny i południowy biegun Słońca. Ale obserwacje Słońca nie były jedynymi, które prowadziła. W odległych rejonach Układu Słonecznego wykryła cząstki pyłu międzygwiazdowego, co pokazało, iż wiatr słoneczny nie zapobiega w 100 proc. przedostawaniu się pyłu kosmicznego do naszego układu planetarnego.

W ramach misji Ulysses udało się zarejestrować ponad 900 cząstek pyłu międzygwiazdowego. Zespół naukowców kierowany przez badaczy z Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) w Niemczech oraz International Space Science Institute (ISSI) w Szwajcarii opublikował w połowie października kompleksowe analizy z kilkunastu lat badań za pomocą sondy Ulysses. Wyniki opisano w trzech artykułach w czasopiśmie „The Astrophysical Journal”.

Ogólny wniosek z tych badań jest następujący: w Układzie Słonecznym prędkości i kierunki lotu cząstek pyłu mogą się zmieniać znacznie bardziej, niż do tej pory sądzono.

Nasz Układ Słoneczny porusza się po orbicie w Drodze Mlecznej, dokonując pełnego obiegu raz na 225-250 milionów lat. Od około 100 tysięcy lat przechodzi przez Lokalny Obłok Międzygwiazdowy – chmurę materii mierzącą około 30 lat świetlnych. Mikroskopijne cząstki pyłu z tego obłoku wdzierają się do wnętrza Układu Słonecznego. Dla naukowców są jakby posłańcami z zewnątrz, którzy przynoszą informacje o warunkach panujących w przestrzeni poza granicami naszego układu planetarnego.

Cząstki pyłu międzygwiazdowego były rejestrowane przez kilka sond kosmicznych, np. Galileo i Cassini, które badały Jowisza i Saturna, a także w ramach misji Stardust, która w 2006 roku w specjalnej kapsule dostarczyła na Ziemię cząstki pyłu międzygwiazdowego. Ale wszystkie te badania były bardzo wyrywkowe, prowadzone jedynie w krótkim okresie. Natomiast sonda Ulysses praktycznie nieustannie badała strumień cząstek przez kilkanaście lat.

Pozycja sondy była idealna do tego typu badań. Pył międzyplanetarny skupia się głównie w pobliżu płaszczyzny ekliptyki, blisko której znajdują się orbity planet. Sonda Ulysses jako jedyna oddaliła się tak daleko od płaszczyzny ekliptyki.

Jak tłumaczą naukowcy, pod wpływem Słońca i międzyplanetarnego pola magnetycznego, cząstki pyłu zmieniają swoje trajektorie. W zależności od masy cząstek, oddziaływanie grawitacyjne oraz ciśnienie promieniowania i pole magnetyczne wpływają na ich prędkości i kierunki lotu. Ponieważ pola magnetyczne w Układzie Słonecznym zmieniają się okresowo, to jedynie długoterminowe pomiary pozwalają uwzględnić ten wpływ na cząstki pyłu.

Na podstawie danych dla ponad 900 cząstek pyłu naukowcy ustalili ich masy, rozmiary i kierunki lotu. Przy pomocy symulacji komputerowych określili różne czynniki wpływające na cząstki pyłu. Uzyskane wyniki potwierdzają wcześniejszą wiedzę, że pył międzygwiazdowy zawsze dociera do Układu Słonecznego mniej więcej z tego samego kierunku. Kierunek ten odpowiada kierunkowi, w którym Układ Słoneczny i Lokalny Obłok Międzygwiazdowy poruszają się względem siebie.

W 2005 roku cząstki pyłu dotarły do detektora z innego kierunku, ale symulacje komputerowe wskazują, że powodem była zmienność słonecznego i międzyplanetarnego pola magnetycznego, a nie zmiana warunków w Lokalnym Obłoku Międzygwiazdowym.

Ustalono także, że większość cząstek pyłu ma rozmiary od 0,05 do 0,5 mikrometra, a jedynie niewielka liczba to cząstki osiągające kilka mikrometrów. Cząstki o jeszcze mniejszych rozmiarach, występujące w obłokach materii międzygwiazdowej, prawdopodobnie po wejściu w obszar Układu Słonecznego stają się silnie naładowane elektrycznie, są odbijane i w ten sposób odfiltrowywane od głównego strumienia cząstek pyłu.

Symulacje komputerowe wskazują dodatkowo, że cząstki pyłu najprawdopodobniej mają strukturę porowatą. Taka ich struktura daje najlepsze dopasowanie modeli do obserwowanych efektów uderzeń cząstek w detektor.

Misja Ulysses była prowadzona wspólnie przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) oraz jej amerykańską odpowiedniczkę NASA. (PAP)

cza/ mrt/