Наука24 октомври 2022

Учените откриват необясними структури на границата с междузвездното пространство

Хелиосферата е мистериозната врата към междузвездното пространство, неизвестните са много

Илюстрация на хелиосферата, публикувана на 28 юни 2013 г., която включва резултати от Voyager. Илюстрация: Wikimedia.org

Учените са открили странни вълни и необясними структури на границата между нашата Слънчева система и огромното междузвездно пространство отвъд нея, съобщава ново проучване. Резултатите показват, че границата на хелиосферата - защитен балон, създаден от Слънцето, който обгръща слънчевата система, се измества по начини, които "са интригуващи и потенциално противоречиви", казват учените.

Хелиосферата се простира на около 11 милиарда мили в Космоса (повече от два пъти от орбитата на Плутон) и е изваяна от поток от заредени частици, излъчвани от Слънцето - слънчев вятър. Ръбът на тази структура е маркиран от област, наречена хелиопауза, където слънчевият вятър отстъпва на силите на междузвездната среда. (Хелиопауза е мястото, където силата на слънчевия вятър е по-малка от необходимата за изтласкването на междузвездния газ. - бел.ред.) Сондите "Вояджър" - 1 и 2 на НАСА, изстреляни през 1977 г., прекрачиха тази граница през последното десетилетие, което ги направи първите обекти, създадени от човека, впуснали се в междузвездното пространство.

Вояджърите продължават да изпращат съобщения отвъд хелиосферата, но те могат да докладват само за условията на техните конкретни локации. Учените са се научили да картографират някои от по-широките контури на хелиопаузата. Те търсят емисии, излъчвани от енергийно неутрални атоми (ENA), които се създават от взаимодействията между слънчевите и междузвездните ветрове, но голяма част от тази преходна област все още е забулена в мистерия.

Сега учени, ръководени от Ерик Зирнщайн, изследовател по космическа физика в Принстънския университет, са идентифицирали любопитни нови подробности за тази зона, вследствие на месечен скок в динамичното налягане на слънчевия вятър. Сателитът на НАСА Interstellar Boundary Explorer (IBEX) улови драматично изсветляване на ENA след този фронт на налягането. Разкриха се движенията на хелиопаузата и "значителни асиметрии" в структурата на хелиосферата, които са в противоречие с моделите. Това стана ясно от проучване, публикувано в понеделник в Nature Astronomy.

"В началото на 2017 г. забелязахме изсветляване на емисиите на енергийно неутрален атом (ENA) в данните на IBEX, идващи от малка част от небето, центрирана на около 20 градуса под "носа" на хелиосферата", обяснява Зирнщайн. "Това изсветляване първо се появи при най-високите ENA енергии, които можехме да наблюдаваме" - допълва той.

"След това с течение на времето зоната на излъчване става все по-голяма и по-голяма в небето и започва да се появява при по-ниски енергии на ENA. Знаехме, че това трябва да е в отговор на голяма промяна в налягането на слънчевия вятър, което е ключов фактор при определяне на емисиите на ENA от краищата на хелиосферата. Фактът, че първоначалното петно на изсветляване не беше центрирано върху "носа", а се разширяваше асиметрично в небето, ни мотивира да разберем защо се случва това."

Докато учените изследвали наблюденията на IBEX, те установили, че повърхността на хелиосферата е изкривена от огромни вълни, които се появяват под неочаквано наклонен ъгъл. Тези пространствени вариации в тези структури могат да достигнат десет астрономически единици (AU) - една AU е разстоянието между Земята и Слънцето.

"Бяхме доста изненадани колко наклонени са повърхностите. Най-близките точки са наклонени на 30 градуса под носа, за разлика от повечето известни модели на хелиосферата", казва Зирнщайн.

"Структурите на вълните също бяха изненадващи, защото след като направихме всичко възможно, за да отчетем потенциалните несигурности в анализа, открихме, че тези вълни са статистически значими. Но погледнато назад, когато вземем предвид колко динамичен всъщност е слънчевият вятър, това вероятно не би трябвало да е твърде изненадващо. Но със сигурност беше интересно да го видим."

Източник