Астрономы пересмотрели форму гелиосферы

Солнце испускает непрерывный поток солнечного ветра, и его невероятно быстрые заряженные частицы достигают областей далеко за орбитой Нептуна. Лишь постепенно они тормозятся межзвездной средой, и в конце концов их скорость падает меньше световой. Эта область – одна из самых дальних границ Солнечной системы, которая оказывается внутри огромного «пузыря» солнечного ветра – гелиосферы. Двигаясь вместе со звездой на скорости более 200 км/с, гелиосфера вытягивается, вытягивая за собой длинный хвост, как у кометы.

Такова общепринятая картина солнечного ветра, однако астроном Афинской академии Костас Диалинас (Kostas Dialynas) и его коллеги готовы ее оспорить. В статье, опубликованной журналом Nature, ученые обобщили данные, которые были собраны космическими зондами Cassini, Voyager 1 и 2, а также аппаратом IBEX. Наблюдения охватили целиком 11-летний цикл солнечной активности и показали динамику взаимодействия плазмы солнечного ветра и магнитных полей Солнца с межзвездной средой. И, судя по этим данным, гелиосфера имеет форму почти сферического пузыря.

«Вместо вытянутого, “кометообразного” хвоста, гелиосфера становится похожа на “пузырь”, поскольку на нее воздействуют сильные магнитные поля межзвездной среды, гораздо более сильные, чем считалось до сих пор», – объясняет Костас Диалинас.

Стоит вспомнить, что зонд Cassini работает в системе Сатурна, проводя изучение газового гиганта, его колец и спутников. Однако на борту его действует детектор ионов, предназначенный для исследований магнитосферы планеты. В данных этого детектора Диалинасу и его коллегам удалось выделить сигнал нейтральных частиц, отраженных внешней границей гелиосферы. В этой далекой области, совершив многолетнее путешествие от самого Солнца, частицы могут сталкиваться с частицами межзвездной среды, отдавать им свой заряд и отражаться обратно уже в виде нейтральных атомов. Этот механизм использовался при изучении гелиосферы зондом IBEX, но дополнительные данные Cassini позволили существенно уточнить его результаты.

Стоит добавить, что интенсивность солнечного ветра сильно меняется в ходе 11-летнего цикла активности звезды. Это создает своего рода «волны» плазмы, летящей к границам гелиосферы – и такие же, хотя и очень слабые, «волны» отраженных нейтральных частиц. Это, в свою очередь, позволяет соотнести частицы, вернувшиеся с разных направлений, друг с другом. Такой подход и позволил астрономам заметить, что и со стороны «носа», и со стороны «хвоста» гелиосферы сигнал приходит примерно одновременно, спустя 2–3 года после отражения на границе. А значит, никакого хвоста у нее нет.