"Вояджери" виявили новий тип сонячного сплеску електронів

Минуло понад 40 років з моменту запуску, а космічні апарати "Вояджер" все ще роблять відкриття.

Про це розповідають в Університеті Айови.

У новому дослідженні група фізиків під керівництвом вказаного вишу повідомляє про перше виявлення сплесків електронів у космічних променях, прискорених ударними хвилями, що походять від великих вивержень на Сонці. Виявлення, здійснене інструментами на борту космічних апаратів "Вояджер-1" і "Вояджер-2", відбулося, коли "Вояджери" продовжували свою подорож назовні через міжзоряний простір, що робить їх першими апаратами, які зафіксували цю унікальну фізику в області між зірками.

Ці нещодавно виявлені сплески електронів схожі на вдосконалений захист, активізований вздовж ліній магнітного поля в міжзоряному середовищі; електрони рухаються майже зі швидкістю світла, приблизно в 670 разів швидше, ніж ударні хвилі, які спершу привели їх у рух. За спалахами послідували коливання плазмових хвиль, спричинених електронами з нижчою енергією, що надходили на прилади Вояджерів днями пізніше - і, нарешті, в деяких випадках, сама ударна хвиля через місяць після цього.

Ударні хвилі походили від викидів корональної маси, видалення гарячого газу та енергії, що рухаються назовні від Сонця зі швидкістю близько 1,6 млн кілометрів на годину. Навіть із такою швидкістю потрібно більше року, щоб ударні хвилі досягли космічного апарату "Вояджер", який пройшов далі від Сонця (більше 22,5 мільярдів кілометрів), ніж будь-який створений людиною об′єкт.

"Те, що ми тут конкретно бачимо, - певний механізм, за допомогою якого, коли ударна хвиля вперше стикається з лініями міжзоряного магнітного поля, що проходять через космічний апарат, відбивається і прискорюється частина електронів в космічних променях", - говорить Дон Гурнетт, почесний професор з фізики та астрономії в Університеті Айови та автор-кореспондент дослідження. "Ми визначили за допомогою космічних приладів, що це електрони, які були відбиті та прискорені міжзоряними ударами, поширюються назовні від енергійних подій на Сонці. Це новий механізм".

Відкриття може допомогти фізикам краще зрозуміти динаміку, яка лежить в основі ударних хвиль та космічного випромінювання, що виходять від спалахів зірок (які можуть короткочасно змінюватися у яскравості через бурхливу активність на їх поверхні) та зірок, що вибухають. Важливо було би враховувати фізику таких явищ, наприклад, відправляючи астронавтів на тривалі місячні або марсіанські екскурсії, під час яких вони будуть піддаватися дії космічних променів у концентраціях, які значно перевищують ті, що ми відчуваємо на Землі.

Фізики вважають, що ці електрони в міжзоряному середовищі відбиваються від посиленого магнітного поля на краю ударної хвилі і згодом прискорюються від руху ударної хвилі. Потім відбиті електрони рухаються по спіралі вздовж ліній міжзоряного магнітного поля, набираючи швидкість із збільшенням відстані між ними та ударною хвилею.

У статті 2014 року в журналі "Astrophysical Letters" фізики Дж. Р. Йокіпій та Йозеф Кота теоретично описали, як іони, відбиті від ударних хвиль, можуть прискорюватися по лініях міжзоряного магнітного поля. Поточне дослідження розглядає сплески електронів, виявлені космічними апаратами "Вояджер", які, як вважають, прискорюються подібним процесом.

"Ідея про те, що ударні хвилі прискорюють частинки, не нова", - говорить Гернетт. "Все пов′язано з тим, як це працює, з механізмом. І те, що ми виявили його в новій царині, міжзоряному середовищі, яке значно відрізняється від сонячного вітру, де спостерігалися подібні процеси. Ніхто цього не бачив з міжзоряною ударною хвилею в зовсім новому незайманому середовищі".

Ці висновки були опубліковані онлайн в журналі "Astronomical Journal" у статті під назвою "Модель форшоків для міжзоряних ударів сонячного походження: спостереження Вояджерів 1 та 2".

Читайте ще цікаві новини про космос.