Странная рябь обнаружена на краю Солнечной системы
Космический пузырь, окружающий Солнечную систему, может быть морщинистым, по крайней мере, иногда.
Данные с космического корабля, вращающегося вокруг Земли, выявили рябь в завершающем ударе и гелиопаузе: смещающиеся области пространства, которые отмечают один границ между пространством внутри Солнечной системы и тем, что снаружи – межзвездным пространством.
Результаты показывают, что можно получить детальное представление о границе Солнечной системы и о том, как она меняется во времени.
Эта информация поможет ученым лучше понять область космоса, известную как гелиосфера, которая отдаляется от Солнца и защищает планеты Солнечной системы от космического излучения.
Есть такие данные. различные способы влияния Солнца на пространство вокруг него. Одним из них является солнечный ветер, постоянный сверхзвуковой поток ионизированной плазмы. Он проходит мимо планет и пояса Койпера, в конце концов исчезая в огромной пустоте между звездами.
Точка, в которой этот поток падает ниже скорости, с которой звуковые волны могут распространяться через диффузную межзвездную среду. называется конечной ударной волной, а точка, в которой она уже недостаточно сильна, чтобы противодействовать очень слабому давлению межзвездного пространства, называется гелиопаузой.
Оба зонда «Вояджер» пересекли гелиопаузу и, по сути, , который теперь путешествует по межзвездному пространству, предоставив нам первые измерения этой движущейся границы на месте. Но на околоземной орбите есть еще один инструмент, который помогает ученым наносить на карту гелиопаузу с момента его запуска в 2009 году: межзвездный пограничный исследователь НАСА (IBEX).
IBEX измеряет возбужденные нейтральные атомы, которые образуются, когда Солнце солнечный ветер сталкивается с межзвездным ветром на границе Солнечной системы. Некоторые из этих атомов катапультируются дальше в космос, а другие отбрасываются обратно на Землю. Если принять во внимание силу солнечного ветра, породившего их, заряженные нейтральные частицы, которые возвращаются в нашу сторону, можно использовать для отображения формы границы, немного как космическая эхолокация.
Предыдущие карты структуры гелиосферы основывались на долговременных измерениях эволюции давления солнечного ветра и выбросов энергичных нейтральных атомов, что приводило к сглаживанию границу как в пространстве, так и во времени. Но в 2014 году в течение примерно шести месяцев динамическое давление солнечного ветра увеличилось примерно на 50 процентов.
Группа ученых под руководством астрофизика Эрика Зирнштейна из Принстонского университета использовала этот более короткий масштаб. событие для получения более подробного снимка формы конечного удара и гелиопаузы — и обнаружили огромную рябь в масштабе десятков астрономических единиц (одна астрономическая единица — это среднее расстояние между Землей и Солнцем).
Они также провели моделирование и моделирование, чтобы определить, как этот ветер высокого давления взаимодействует с границей Солнечной системы. Они обнаружили, что фронт давления достиг конечного скачка в 2015 году, посылая волну давления через область между завершающим скачком и гелиопаузой, известную как внутренняя гелиооболочка.
В гелиопаузе отраженная волна движется назад, сталкиваясь со все еще поступающим потоком заряженной плазмы за фронтом давления, создавая бурю энергичных нейтральных атомов, которая заполняет внутреннюю гелиооболочку к тому времени, когда отраженная волна достигает обратного скачка.
Измерения группы также показывают довольно значительный сдвиг расстояния до гелиопаузы. «Вояджер-1» пересек гелиопаузу в 2012 году на расстоянии 122 астрономических единицы. В 2016 году команда измерила, что расстояние до гелиопаузы в направлении «Вояджера-1» составляет около 131 астрономической единицы; в то время зонд находился на расстоянии 136 астрономических единиц от Солнца, все еще в межзвездном пространстве, но с раздутой гелиосферой позади него.
Измерение командой гелиопаузы в направлении «Вояджера-2» в 2015 году является немного сложнее: 103 астрономических единицы с погрешностью в 8 астрономических единиц с каждой стороны. В то время «Вояджер-2» находился в 109 астрономических единицах от Солнца, что все еще находится в пределах погрешности. Он не пересекал гелиопаузу до 2018 года на расстоянии 119 астрономических единиц.
Оба измерения предполагают, что форма гелиопаузы меняется, и это немаловажно. Не совсем понятно почему.
Однако в 2025 году в космос будет отправлен новый зонд для измерения эмиссии энергичных нейтральных атомов с более высокой точностью и в более широком диапазоне энергий. Это, по словам команды, должно помочь ответить на некоторые недоуменные вопросы о странном, невидимом, «сморщенном» пузыре, который защищает нашу маленькую планетную систему от странностей космоса.
Исследование опубликовано в журнале Природная астрономия.
