Граница гелиосферы картографована впервые

Впервые был картографован предел гелиосферы, что дает ученым лучшее понимание того, как взаимодействуют солнечный и межзвездный ветры.

Об этом рассказывают в Лос-Аламосской национальной лаборатории США.

"Физические модели годами теоретизировали эту границу", - сказал Дэн Рейзенфельд, ученый из Лос-Аламосской национальной лаборатории и главный автор работы, которая 10 июня была опубликована в Astrophysical Journal. "Но мы впервые смогли ее измерить и составить трехмерную карту".

Гелиосфера – это пузырь, созданный солнечным ветром, потоком преимущественно протонов, электронов и альфа-частиц, который простирается от Солнца в межзвездное пространство и защищает Землю от вредного межзвездного излучения.

Рейзенфельд и команда других ученых использовали данные спутника НАСА "Исследователь межзвездных границ" (IBEX), который обнаруживает частицы, поступающие из гелиооболочки, пограничного слоя между Солнечной системой и межзвездным пространством. Команда смогла составить карту края этой зоны – региона, который называется гелиопаузой. Здесь солнечный ветер, который распространяется в межзвездное пространство, сталкивается с межзвездным ветром, который распространяется в направлении Солнца.

© Los Alamos National Laboratory

Для этого измерения они использовали технику, подобную той, как летучие мыши используют сонар. "Подобно тому, как летучие мыши рассылают импульсы сонара во всех направлениях и используют обратный сигнал для создания ментальной карты своего окружения, мы использовали солнечный ветер Солнца, который распространяется во всех направлениях, для создания карты гелиосферы", - сказал Рейзенфельд.

Они сделали это, используя измерения спутником IBEX энергетических нейтральных атомов (ENA), которые возникают в результате столкновений между частицами солнечного ветра и межзвездной ветра. Интенсивность этого сигнала зависит от интенсивности солнечного ветра, который ударяет в гелиооболочку. Когда волна бьет в оболочку, количество ENA увеличивается, и IBEX может ее обнаружить.

"Сигнал солнечного ветра, посылаемый Солнцем, меняется по силе, образуя уникальный паттерн", - объясняет Рейзенфельд. "IBEX увидит тот самый паттерн в сигнале ENA, что возвращается через два-шесть лет, в зависимости от энергии ENA и направления, в котором IBEX смотрит сквозь гелиосферу. С этой разницы во времени мы определяем расстояние до области источника ENA в конкретном направлении".

Затем они применили этот метод для построения трехмерной карты, используя данные, собранные за полный солнечный цикл, с 2009 по 2019 год.

"Таким образом, мы можем видеть границы гелиосферы так же как летучая мышь использует сонар, чтобы "видеть" стены пещеры", - добавил он.

Причина, по которой сигнал так долго возвращается к IBEX, заключается в больших расстояниях. Расстояния в Солнечной системе измеряются в астрономических единицах (AU), где 1 AU - расстояние от Земли до Солнца. Карта Рейзенфельда показывает, что минимальное расстояние от Солнца до гелиопаузы составляет около 120 AU в направлении к межзвездному ветру, а в обратном направлении она простирается минимум на 350 AU, что является пределом расстояния для звуковой техники. Для сравнения, орбита Нептуна имеет около 60 AU в поперечнике.

© Los Alamos National Laboratory

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.