Cюрпризы с окраины Солнечной системы

 


Его источник находится позади Нептуна, за Плутоном, на самой границе звездных систем.

Это Вояджер 1. Космический аппарат, который покинул Землю в 1977 г., и отправился с миссией к Юпитеру и Сатурну. Почти 30 лет спустя, когда газовые гиганты уже давно были рассмотрены и исследованы, Вояджер 1 все еще находится в пути и продолжает обнаруживать странные вещи.

Вверху: художественная концепция Вояджера 1.[Подробнее]

"Мы достигли совершенно нового участка космического пространства", говорит Эд Стоун (Ed Stone), научный сотрудник программы Вояджер и бывший директор Лаборатории реактивного движения. "И космический аппарат передает удивительную новую информацию".

Прежде чем рассказать об этой удивительной информации, давайте выясним точное местонахождение Вояджера 1:

Вся наша Солнечная система — планеты и все остальное — находится внутри огромного газового пузыря, который в четыре раза шире орбиты Нептуна. Все это благодаря Солнцу. Оно надувает этот пузырь с помощью солнечного ветра. Астрономы называют сам пузырь "гелиосфера", а его внешнюю оболочку "гелиооболочка" (heliosheath). [схема]

Вояджер 1 находится приблизительно в 10 миллиардах миль от Земли, внутри гелиооболочки.

"Вы можете смоделировать гелиооболочку в вашей кухонной раковине", говорит Стоун (Stone). "Откройте водопроводный кран таким образом, чтобы текла тонкая струйка воды. А теперь посмотрите вниз, в раковину. Там, где струйка воды падает на поверхность раковины, находится Солнце. Оттуда вода растекается в виде тонкого, идеально радиального листа. Это – солнечный ветер. По мере растекания воды (или солнечного ветра), лист становится все тоньше и тоньше, и не может сохранять форму. Вдруг формируется инерционное, турбулентное вихревое кольцо. Это кольцо и является гелиооболочкой".

"Гелиооболочка очень важна для людей", продолжает Стоун (Stone). "Она служит нам защитой от галактических космических лучей". Галактические космические лучи – это субатомные частицы, которые ускоряются почти до скорости света сверхновыми звездами и черными дырами. Астронавты в открытом космосе подвергаются воздействию таких частиц — и это может нанести им вред. Космические лучи могут проникать сквозь тело человека и разрушать ДНК. К счастью, гелиооболочка отклоняет множество космических лучей до того, как они достигнут внутренней части Солнечной системы. "Магнитная турбулентность в гелиооболочке рассеивает частицы, предотвращая их вредное воздействие".

Примечание: У нас есть много средств защиты от космических лучей: от тонких стенок космических кораблей до огромных планетных атмосфер. Однако гелиооболочка – это первая линия нашей защиты, и это ставит ее на особое место.

В связи с ее защитной ролью для Солнечной системы, "мы должны знать как можно больше о гелиооболочке", говорит Стоун (Stone). "Вояджер 1 впервые позволит нам взглянуть на нее поближе".

А теперь о сюрпризах:

Магнитные ямы: Время от времени Вояджер 1 проходит через "магнитную яму", где магнитное поле гелиооболочки практически исчезает, падая от обычного значения 0,1 нанотесла (нТ) до 0,01 нТ или меньше. Существуют также "магнитные препятствие для ограничения скорости", когда напряженность поля увеличивается в два раза по сравнению с нормальной, с 0,1 нТ до 0,2 нТ. Эти препятствия для ограничения скорости и ямы представляют собой неожиданную форму турбулентности. Какова же их роль в рассеивании космических лучей? "В данный момент мы пытаемся это установить", говорит Стоун (Stone).

Замедленный солнечный ветер: Солнечный ветер в гелиооболочке замедляется более, чем кто-либо мог предположить. "Предполагалось, что солнечный ветер должен замедляться здесь, подобно воде, которая замедляется в вашей раковине и образует 'медленное кольцо'", говорит Стоун (Stone), "но не предполагалось, что он замедляется настолько". До полета Вояджера 1, компьютерные модели предсказывали скорость ветра от 200000 до 300000 миль/час. Вояджер 1 установил, что скорость ветра составляет лишь около 34000 миль/час. "Это означает, что наши компьютерные модели нуждаются в усовершенствовании."

Аномальные космические лучи: "Это необходимо пояснить", говорит он. "В то время как гелиооболочка защищает нас от космических лучей из далекого космоса, она создает свои собственные космические лучи. Ударная волна на внутренней границе гелиооболочки сообщает энергию субатомным частицам, которые устремляются, подобно космическим лучам, во внутреннюю Солнечную систему. "Мы можем назвать их 'аномальными космическими лучами'. Они не настолько опасны как галактические космические лучи, так как они не настолько сильны".

Схематическое изображение гелиосферы Солнца. Аномальные космические лучи, как предполагается, образуются на линии ударной волны – но Вояджер 1 установил, что это не так.

Исследователи ожидали, что Вояджер 1 столкнется с наибольшим количеством аномальных космических лучей на внутренней границе гелиооболочки, "поскольку, как мы считали, именно там зарождаются аномальные космические лучи". Сюрприз: Вояджер пересек эту границу в августе 2005 г., но пика космических лучей не наблюдалось. Только сейчас, через 300 миллионов миль, их интенсивность начинает расти.

"Это действительно загадка", говорит Стоун (Stone). "Откуда же появляются эти аномальные космические лучи?"

Вояджер 1 может найти их источник – и кто знает что еще? – так как он продолжает свой путь. Гелиооболочка простирается на 3-4 миллиарда миль, и Вояджер 1 будет находиться внутри нее в течение следующих 10 лет или около того. Перед ним - огромная новая территория для исследований, и достаточно времени для других сюрпризов.

Источник: АстроГоризонт