Впервые составлена карта границы гелиосферы
AstroNews.ru - 15 Июня 2021 20:24:56
Впервые ученые смогли составить карту границы гелиосферы, и это открывает возможность более глубокого понимания взаимодействия между солнечным ветром и ветрами из межзвездного пространства.
«Физические модели предсказывают существование этой границы на протяжении многих лет, - сказал Дэн Розенфельд (Dan Reisenfeld), ученый из Лос-Аламосской национальной лаборатории, США, и главный автор новой работы. – Но лишь сейчас мы впервые смогли измерить ее и составить трехмерную карту».
Гелиосфера представляет собой «пузырь», создаваемый солнечным ветром – потоком из протонов, электронов и альфа-частиц, которые выбрасываются Солнцем и защищают Землю от губительного воздействия излучений, доминирующих в межзвездном пространстве.
Для составления этой карты Розенфельд и его группа использовали данные, собранные при помощи спутника Interstellar Boundary Explorer (IBEX) НАСА, который анализирует потоки частиц, идущих со стороны гелиощита, пограничного слоя между Солнечной системой и межзвездным пространством. Команда смогла нанести на карту границу этой зоны – область, называемую гелиопаузой. Здесь солнечный ветер, который движется в направлении межзвездного пространства, сталкивается с ветрами межзвездной среды, дующими в направлении Солнца.
Для выполнения этих измерений авторы использовали способ, аналогичный эхолокации, осуществляемой летучими мышами. «Так же как летучие мыши посылают звуковые импульсы во всех направлениях и анализируют возвращенный сигнал для создания ментальной карты окрестностей, мы использовали солнечный ветер, излучаемый по всем направлениям, для создания карты гелиосферы», - сказал Розенфельд.
Исследователи измеряли сигнал высокоэнергетических нейтральных атомов, принимаемый спутником IBEX. Эти атомы формируются в результате столкновений между частицами солнечного ветра и частицами ветра из межзвездного пространства. Интенсивность сигнала зависит от мощности потока солнечного ветра, «ударяющего» в гелиощит. Когда волна сталкивается с гелиощитом число высокоэнергетических нейтральных атомов возрастает, и спутник IBEX регистрирует импульс.
«Интенсивность солнечного ветра меняется, в результате чего этот излученный «сигнал» характеризуется уникальным паттерном, - объясняет Розенфельд. – Спутник IBEX увидит тот же самый паттерн в возвращенном сигнале, формируемом высокоэнергетическими нейтральными атомами, через 2-6 лет с момента отправления сигнала. По времени, прошедшему от момента отправления сигнала до его возвращения, мы можем судить о протяженности гелиосферы в изучаемом направлении».
Согласно карте Розенфельда, гелиосфера простирается примерно на 120 астрономических единиц (1 а.е. равна среднему расстоянию от Земли до Солнца) от Земли с «наветренной» стороны (навстречу потокам ветра, дующим из межзвездного пространства) и более чем на 350 а.е. (предельное определения расстояния для данного метода) с «подветренной» стороны.
Работа опубликована в журнале Astrophysical Journal.