Даже разогнанной до огромной скорости плазмы, выброшенной Солнцем, требуются долгие месяцы на то, чтобы достичь границ Солнечной системы. Но заметить ее приближение можно заранее: приходу ударной волны предшествует появление электронов, отраженных ею и ускоренных почти до скорости света.
©NASA, JPL-Caltech
Пара дальних космических зондов Voyager стартовала еще в 1977 году. В последнее время аппараты пролетают и наблюдают самые дальние окраины Солнечной системы, в которых происходит столкновение частиц солнечного ветра с межзвездной средой. С этой ударной волны начинается их замедление вплоть до полного смешения с частицами, свободнолетящими между звездами. Сейчас Voyager 1 находится в 22,7 миллиарда километров от Земли, Voyager 2 — в 18,8 миллиарда километров.
Это самые далекие объекты, когда-либо созданные человеком. В 2012-м и 2018-м соответственно аппараты пересекли границу гелиопаузы, области, в которой давление солнечного ветра выравнивается с межзвездной средой. Сейчас они пересекают регион «крайне локальной межзвездной среды» — VLISM (Very Local Interstellar Medium). Работая здесь, зонды заметили, что время от времени мимо проносятся электроны, разогнанные до околосветовых скоростей — своего рода «отблески» далеких вспышек на Солнце, отраженные магнитными полями. Об этом сообщается в статье Дональда Гарнетта (Donald Gurnett) и его коллег, опубликованной в The Astronomical Journal.
Корональные выбросы массы, происходящие на Солнце, запускают в полет огромные объемы горячей плазмы. Многие из этих частиц добираются до самых дальних пределов Солнечной системы. Их скорость достигает миллионов километров в час, но расстояния настолько велики, что на путь до гелиопаузы уходит около года, а до зондов Voyager — еще несколько месяцев. Возникающие при этом ударные волны и вызывают появление высокоэнергетических электронов. Зонды зарегистрировали их с помощью бортовых детекторов частиц.
«Когда ударная волна вступает в контакт с магнитными полями межзвездной среды, проходящими через аппарат, он видит электроны космических лучей, которые отражаются от нее и ускоряются», — объясняет Дональд Гарнетт. Разогнанные почти до релятивистских скоростей, эти электроны мчатся перед ударной волной, уходя все дальше вперед.
Судя по данным Voyager, ударные волны приходили спустя 13-30 дней после «сгустков» высокоэнергетических электронов, которые создали. Так вспышку далекой невидимой молнии можно моментально заметить по отсветам на тучах — и лишь много времени спустя услышать гром. По словам Гарнетта и его коллег, подобный механизм ранее известен не был. Ученые предлагают назвать его «межзвездным форшоком» (Interstellar Forshock) — предшественником ударной волны.
