У нас есть первая трехмерная карта гелиосферы Солнечной системы, и она потрясающая
Теперь у нас есть трехмерная карта одной из границ Солнечной системы.
Впервые астрономы смогли определить форму гелиосферы, границы, которая отмечает конец влияния солнечного ветра от нашей звезды. Это открытие может помочь нам лучше понять окружающую среду Солнечной системы и то, как она взаимодействует с межзвездным пространством.
«Физические модели теоретизировали эту границу в течение многих лет, — сказал астроном Дэн Рейзенфельд из Национальной лаборатории Лос-Аламоса. «Но это впервые, когда мы действительно смогли измерить ее и составить трехмерную карту».
Фактически, мы встречались с краем гелиосферы, границей, известной как гелиопауза. Оба зонда «Вояджер», запущенные более 40 лет назад, пересекли его и отправились в межзвездное пространство.
Гелиопауза — завораживающее место. Солнце постоянно выбрасывает в космос поток заряженных частиц — сверхзвуковой ветер ионизированной плазмы. В конце концов, солнечный ветер теряет силу с расстоянием, так что его уже недостаточно, чтобы противостоять давлению межзвездного пространства. Точка, в которой это происходит, — гелиопауза.
В межзвездном пространстве не так много материала, но достаточно того, что в нем низкая плотность атомов и космический ветер дует между звездами.
Форма границы между ними была предметом некоторых дискуссий. Это округлый пузырь? Структура в форме кометы с хвостом, струящимся позади Солнечной системы, когда она движется вокруг галактики Млечный Путь? Или что-то более похожее на круассан?
Райзенфельд и его команда использовали данные спутника NASA Interstellar Boundary Explorer (IBEX), обсерватории, которая измеряет частицы, выброшенные из гелиооболочки, самой внешней области гелиосферы.
Некоторые из этих частиц — это то, что ученые называют энергетически нейтральными атомами. Они создаются столкновениями между частицами солнечного ветра и частицами межзвездного ветра, и сила их сигнала зависит от силы солнечного ветра во время столкновения — точно так же, как ветер на Земле, не всегда дует с одинаковой интенсивностью.
Расшифровка этого сигнала для отображения гелиопаузы немного похожа на то, как летучая мышь использует сонар для отображения своего физического окружения. По силе сигнала и времени между отправкой и получением можно определить форму и расстояние до препятствий.
«Сигнал солнечного ветра, посылаемый Солнцем, различается по силе, образуя уникальный узор», — пояснил Райзенфельд.
«IBEX увидит ту же картину в возвращающемся сигнале ENA через три-шесть лет, в зависимости от энергии ENA и направления, в котором IBEX смотрит через гелиосферу.
Команда использовала данные полного солнечного цикла с 2009 по 2019 год. Созданная таким образом карта все еще приблизительна, но она уже раскрывает интересные вещи о гелиопаузе.
Теперь мы знаем, например, что ее форма (анимированная выше) все-таки немного напоминает комету, с хвостом длиной не менее 350 астрономических единиц (это текущий предел досягаемости IBEX), хотя длину хвоста измерить невозможно. С другой стороны, минимальное радиальное расстояние до «носа» гелиопаузы составляет от 110 до 120 астрономических единиц, что соответствует данным «Вояджера».
На высоких широтах гелиопауза простирается от 150 до 175 астрономических единиц. Это показывает, что форма более похожа на пулю.
Исследование было опубликовано в The Astrophysical Journal Supplement Series.
