Границу гелиосферы впервые картографировали с помощью метода эхолокации
На основе данных с космического аппарата IBEX астрофизики смогли создать трехмерную карту внешней границы гелиосферы. Они применили подход, который можно назвать космической эхолокацией: зонд на протяжении десяти лет улавливал отраженные от этой области космоса обратно в Солнечную систему высокоэнергетические нейтральные атомы.
Результаты анализа данных с приборов зонда Interstellar Boundary Explorer (IBEX, «Исследователь межзвездных границ») опубликованы в журнале The Astrophysical Journal. Научную работу подготовили сотрудники Лос-Аламосской национальной лаборатории США (LANL), университетов Принстона, Нью-Хэмпшира, Монтаны и Юго-Западного научно-исследовательского института. Также в подготовке статьи участвовали специалисты из Университета Ваикато (University of Waikato) и Центра космических исследований Польской академии наук (CBK PAN).
Как описывает работу ведущий автор исследования Дэн Рейсенфелд (Dan Reisenfeld), IBEX вел себя словно летучая мышь в пещере. Только вместо сонара или голоса животного использовался солнечный ветер. В течение целого цикла активности Солнца (с 2009 по 2019 год) аппарат измерял проносящийся мимо него в сторону межзвездного пространства поток частиц. И одновременно с этим пытался уловить возвращающиеся обратно атомы.
Далеко за пределами орбиты Нептуна (порядка 60 астрономических единиц, или девяти миллиардов километров) солнечный ветер сталкивается с межзвездной плазмой. Это взаимодействие не только замедляет испущенные Солнцем частицы, но и порождает стабильный поток высокоэнергетических нейтральных атомов (ENA). Он довольно слабый, но уловимый и, что самое главное, имеет строго уникальную природу — нигде, кроме гелиосферной мантии, ENA с искомыми характеристиками возникнуть не могут.
Путь солнечного ветра от звезды до гелиосферной мантии занимает от двух до шести лет. Тщательно измеряя активность Солнца и поток ENA, ученые сопоставили эти два разнонаправленных потока частиц. В результате удалось впервые составить трехмерную карту границы гелиосферы — зная скорость движения материи и время, которое ей потребовалось для прохождения всего пути, легко можно измерить пройденное расстояние.
Разрешающая способность придуманного американскими астрофизиками метода пока не поражает воображение. В направлении, противоположном движению межзвездной плазмы, границу гелиосферы удалось определить на расстоянии 120 астрономических единиц от Солнца. А вот с противоположной стороны Солнечной системы, куда гелиосфера вытягивается «хвостом», пока нет. Карта показывает, что она простирается на 350 астрономических единиц, но это предел возможностей «космического сонара» IBEX. Уточнить карту получится только благодаря дальнейшим наблюдениям.
Защитный пузырь гелиосферы
Наша родная звезда — Солнце — каждую секунду выбрасывает в окружающее пространство не только невероятное количество фотонов разных энергий, но и около миллиона тонн вещества. В основном это электроны, протоны (ядра водорода) и альфа-частицы (ядра гелия). В совокупности их называют солнечным ветром. На Земле мы косвенно можем наблюдать его взаимодействие с атмосферой, когда видим полярные сияния.
Но в космосе этот поток частиц способен пройти большой путь, прежде чем натолкнется на препятствие. Чаще всего солнечный ветер встречает на своем пути межзвездную плазму. Это происходит примерно в 75-90 астрономических единицах от нашей звезды — регион называется границей ударной волны. Здесь испущенные Солнцем протоны, альфа-частицы и электроны замедляются с 400 километров в секунду до менее чем 100: движение солнечного ветра становится дозвуковым.
Да, несмотря на смущающее название, скорость звука — строгое физическое понятие, характеризующее скорость распространения упругих волн, и для космического пространства ее тоже можно рассчитать. Благодаря сравнительному обилию выбрасываемого Солнцем вещества в пределах гелиосферы средняя скорость звука составляет порядка 100 километров в секунду. Точное значение зависит от активности звезды.
Когда вещество резко снижает скорость движения со сверхзвуковой, происходит множество интересных процессов. В случае гелиосферы за границей ударной волны (Termination shock) располагается гелиосферная мантия (начинается в 80-100 астрономических единицах от Солнца). Здесь плазма сжимается, начинается ее турбулентное движение и возникают те самые ENA — к ядрам водорода или гелия присоединяются потерявшие часть энергии электроны.
Но гелиосфера на этом не заканчивается, внешняя ее граница — гелиопауза. Там скорость испускаемых Солнцем частиц окончательно сравнивается с межзвездной плазмой, и они перемешиваются. Последняя представляет собой такой же солнечный ветер, только испущенный другими звездами. Именно ее нашли астрофизики с помощью зонда IBEX — в гелиопаузе поток ENA снова падает. Ученые смогли это сделать впервые, хотя и не со всех сторон от Солнца.
Для понимания процессов формирования и эволюции планетных систем ученым чрезвычайно важно изучение гелиосферы. Именно она защищает нас от большей части галактических лучей. Вероятно, именно благодаря наличию гелиосферы в принципе стало возможным существование развитой жизни на Земле.
Telegram 
Дзен 
VK В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Ученые РГУ нефти и газа (НИУ) имени И. М. Губкина предложили подход к отбору малодебетных нефтегазовых месторождений, которые составляют около 88% нераспределенного фонда нефтяных участков. Модель расчета поможет вовлечь в экономический оборот от 400 до 600 миллионов тонн ранее нерентабельных запасов.
В доколумбовых Андах принадлежность к правящему роду определяла доступ к земле, торговле и статусу, поэтому удержать все внутри семьи было вопросом выживания. Ученые выяснили, что элиты долины Чинча решали эту задачу самым прямым способом — заключая браки между родственниками на протяжении как минимум двух поколений.
Последние несколько лет по всему миру выходит множество работ о том, что микрочастицы искусственных полимеров накапливаются в тканях человека и могут быть небезопасны. Мы решили обратиться к академику Алексею Хохлову, чтобы дать трибуну противоположной точке зрения. Выбор между ними предлагаем сделать читателю.
Астрофизики Южного федерального университета предложили объяснение одной из самых интригующих загадок современной физики — годичных колебаний сигнала в детекторе DAMA/LIBRA, который вот уже почти тридцать лет регистрирует странные сигналы в подземной лаборатории Гран-Сассо в Италии, интерпретируемые как взаимодействие частиц темной материи с обычным веществом.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Релиз довольно неожиданно перенес время образования протонов и нейтронов в более раннее прошлое Вселенной. К сожалению, из его текста осталось неясным научное обоснование таких фундаментальных изменений в космологии. Также он резко передвинул в прошлое и момент возникновения реликтового излучения.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии