"Вояджеры" обнаружили новый тип солнечного всплеска электронов

Прошло более 40 лет с момента запуска, а космические аппараты "Вояджер" все еще делают открытия.

Об этом рассказывают в Университете Айовы.

В новом исследовании группа физиков под руководством указанного вуза сообщает о первом выявлении всплесков электронов в космических лучах, ускоренных ударными волнами, происходящих от крупных извержений на Солнце. Выявление, совершенное инструментами на борту космических аппаратов "Вояджер-1" и "Вояджер-2", произошло, когда "Вояджеры" продолжали свое путешествие наружу через межзвездное пространство, что делает их первыми аппаратами, которые зафиксировали эту уникальную физику в области между звездами.

Эти недавно обнаруженные всплески электронов похожи на усовершенствованную защиту, активизированную вдоль линий магнитного поля в межзвездной среде; электроны движутся почти со скоростью света, примерно в 670 раз быстрее, чем ударные волны, которые сначала привели их в движение. За вспышками последовали колебания плазменных волн, вызванных электронами с более низкой энергией, которые поступали на приборы Вояджеров днями позже - и, наконец, в некоторых случаях, сама ударная волна через месяц после этого.

Ударные волны произошли от выбросов корональной массы, удаления горячего газа и энергии, движущихся наружу от Солнца со скоростью около 1,6 млн километров в час. Даже с такой скоростью потребуется больше года, чтобы ударные волны достигли космического аппарата "Вояджер", который прошел дальше от Солнца (более 22,5 млрд километров), чем любой созданный человеком объект.

"То, что мы здесь конкретно видим, - определенный механизм, с помощью которого, когда ударная волна впервые сталкивается с линиями межзвездного магнитного поля, проходящих через космический аппарат, отражается и ускоряется часть электронов в космических лучах", - говорит Дон Гурнетт, почетный профессор по физике и астрономии в Университете Айовы и автор-корреспондент исследования. "Мы определили с помощью космических приборов, что это электроны, которые были отражены и ускоренные межзвездными ударами, распростраяемыми наружу от энергичных событий на Солнце. Это новый механизм".

Открытие может помочь физикам лучше понять динамику, которая лежит в основе ударных волн и космического излучения, исходящих от вспышек звезд (которые могут кратковременно изменяться в яркости из-за бурной активности на их поверхности) и взрывающихся звезд. Важно было бы учитывать физику таких явлений, например, отправляя астронавтов на длительные лунные или марсианские экскурсии, во время которых они будут подвергаться воздействию космических лучей в концентрациях, значительно превышающих те, которые мы ощущаем на Земле.

Физики считают, что эти электроны в межзвездной среде отражаются от усиленного магнитного поля на краю ударной волны и впоследствии ускоряются от движения ударной волны. Затем отраженные электроны движутся по спирали вдоль линий межзвездного магнитного поля, набирая скорость с увеличением расстояния между ними и ударной волной.

В статье 2014 года в журнале "Astrophysical Letters" физики Дж. Р. Йокипий и Йозеф Кота теоретически описали, как ионы, отраженные от ударных волн, могут ускоряться по линиям межзвездного магнитного поля. Текущее исследование рассматривает всплески электронов, обнаруженные космическими аппаратами «Вояджер», которые, как полагают, ускоряются подобным процессом.

"Идея о том, что ударные волны ускоряют частицы, не нова", - говорит Гернетт. "Все связано с тем, как это работает, с механизмом. И то, что мы обнаружили его в новой области, межзвездной среде, значительно отличается от солнечного ветра, где наблюдались подобные процессы. Никто этого не видел с межзвездным ударной волной в совершенно новом нетронутом среде".

Эти выводы были опубликованы онлайн в журнале "Astronomical Journal" в статье под названием "Модель форшоков для межзвездных ударов солнечного происхождения: наблюдения Вояджеров 1 и 2".

Читайте еще интересные новости о космосе.