Форма гелиосферы Солнечной системы похожа на “спущенный круассан”

НАСА разработало новую форму гелиосферы, магнитного пузыря, окружающего нашу Солнечную систему. Но их результат совсем не похож на кометоподобную форму, которую мы предполагали до сих пор – на самом деле, это скорее «спущенный круассан», о чем сообщает агентство.

Космическое пространство может быть пустым, но оно не полностью пусто. Магнитные поля и ионизированные газы пронизывают галактические промежутки между звездами, и это вещество и поля называются межзвездной средой. Она отталкивается магнитным «щитом» Солнечной системы, гелиосферой, точно так же, как Земля защищена от солнечного излучения своим собственным магнитным полем. Используя новые данные, полученные с аппаратов НАСА, агентство разработало новую модель для описания формы этой гелиосферы. Результаты их исследования опубликованы в журнале Nature Astronomy.

Кондитерский щит

Форма гелиосферы уже давно вызывает интерес исследователей. Считается, что она имеет форму кометы с длинным хвостом и закругленным передним краем («нос»). Мы полагали, что она сформировалась таким образом из-за того, что Солнечная система перемещается в космосе.

Теперь исследователи предлагают альтернативную модель – спущенный круассан. Форму этой гелиосферы очень трудно измерить изнутри (где мы находимся). Во-первых, она слишком велика, чтобы наши сенсоры могли ее уловить: по данным НАСА, ее край находится примерно в 16 миллиардах км от Земли. Наши единственные источники прямых данных об этом исходят от двух космических кораблей “Вояджер”, которые находятся на пути в глубокий космос.

Однако мы изучаем эту структуру косвенно, улавливая заряженные частицы, приходящие на Землю из далеких частей галактики (космические лучи). Наряду с излучением, создаваемым Солнцем, они отражаются от гелиосферы, изменяя при этом свои физические свойства – и, изучая их, мы можем сделать выводы о гелиосфере. По сути, мы используем это излучение так же, как радар использует радиоволны. Этот процесс используется в программе НАСА Interstellar Boundary Explorer, или IBEX.

Последняя версия модели гелиосферы, созданные НАСА, основаны на данных космических кораблей «Вояджер», миссии Кассини (к Юпитеру) и миссии New Horizons (к Юпитеру и Плутону). Использование данных из нескольких точек Солнечной системы позволило им собрать образцы различных типов частиц.

«Есть две жидкости, смешанные вместе. У вас есть один компонент, который очень холодный, и один компонент, который намного горячее, – захватывающие ионы» , – сказал едущий автор нового исследования Мерав Офер, профессор астрономии в Бостонском университете и директор научного центра DRIVE в Бостонском университете. «Если у вас есть холодная и горячая жидкости, и вы поместите их в космос, они не будут смешиваться – они будут развиваться в основном отдельно. Мы разделили эти две составляющие солнечного ветра и смоделировали полученную трехмерную форму гелиосферы».

Моделирование поведения этих частиц по отдельности позволило команде оценить форму гелиосферы. Конечным результатом стала форма «спущенного круассана» с центральным корпусом и двумя струями, которые хаотично движутся за ним.

Форма гелиосферы представляет большой академический интерес, а ее деятельность является благом для всех нас. Она блокирует около 75% входящих космических лучей, которые в противном случае попали бы в Солнечную систему. В то время как наша планета защищена магнитным полем и атмосферой, космонавты и космические корабли – нет.

Таким образом, этот щит, несмотря на форму круассана, может быть единственной вещью, которая позволяет нам покинуть планету и отправиться в космос, не будучи обжаренными во фритюре радиацией. Зная больше о гелиосфере, мы также сможем лучше оценить, какие инопланетные планеты являются кандидатами на жизнь.

DOI: 10.1038/s41550-020-1036-0

Вас также может заинтересовать:

• Изображения показывают, как магнитные поля текут в звездообразующих облаках
• Как солнечная система получила свое «большое разделение»?
• Грибной щит защитит космонавтов от радиации