Новини науки

Земля – ​​шоста планета від краю Сонячної системи, а це значить, що ми не дуже близько до її холодних і негостинних кордонів. Протягом багатьох років дослідники відправляли різні космічні апарати, щоб дізнатися, як виглядає край Сонячної системи?

Одна з останніх розробок, тривимірна карта околиць Сонячної системи, на створення якої пішло 13 років, розкрила ще кілька секретів про ці загадкові кордони, звані зовнішньою геліосферою.

Зовнішня геліосфера позначає область простору, де сонячний вітер або потік заряджених часток, що випускаються Сонцем, "відхиляється і відкидається назад" міжзоряним випромінюванням, яке проникає в порожній простір за межами Сонячної системи, сказав Ден Рейзенфельд, дослідник космічної науки в Лос-Аламоській національної лабораторії в Нью-Мексико і керівник групи, яка проводила дослідження на 3D-карті. Іншими словами, сонячний вітер і міжзоряні частки зустрічаються і утворюють кордон в далеких куточках Сонячної системи.

Дослідники вперше побачили зовнішній край Сонячної системи у 2012 році, коли космічний апарат NASA Вояджер I, запущений в 1977 році, перетнув міжзоряний простір. Вояджер-2 не відставав, повторивши подвиг у 2018 році. Вони обидва повідомили про раптове зниження кількості сонячних часток і значне їх збільшення в галактичному випромінюванні, коли вони покинули Сонячну систему.

Нова тривимірна карта розкриває ще більше даних про геліосферу. Внутрішній шар, де розташовані Сонце і його планети, має приблизно сферичну форму і, як вважається, тягнеться приблизно на 90 астрономічних одиниць (а.о.) у всіх напрямках (одна а.о. – це середня відстань між Землею і Сонцем, близько 150 млн км). Зовнішній шар набагато менш симетричний. В одному напрямку – в тому, в якому постійно рухається Сонце і борознить простір перед собою, зустрічаючи космічне випромінювання – зовнішня геліосфера тягнеться приблизно на 110 а.о., але в протилежному напрямку вона набагато довше, принаймні 350 а.о.

Ця відсутність симетрії відбувається через рух Сонця по Чумацькому Шляху, оскільки воно відчуває тертя з галактичним випромінюванням перед собою і очищає простір у своєму кільватері.

Вимірювання для 3D-карти були зібрані за допомогою програми Interstellar Boundary Explorer (IBEX), запущеної у 2008. IBEX виявляє частки сонячного вітру, які відскочили від країв Сонячної системи, що дозволяє Райзенфельду і його колегам визначати відповідні відстані, вимірюючи, скільки часу зайняла їх подорож туди і назад. «Сонце випромінює імпульс, а потім ми пасивно чекаємо відповідного сигналу із зовнішньої геліосфери, і використовуємо цю тимчасову затримку, щоб визначити, де повинна бути зовнішня геліосфера», – пояснили дослідники.

Коли Сонце обертається по зовнішньому краю Чумацького Шляху, сонячний вітер стримує космічне випромінювання, утворюючи захисний міхур. Це добре для нас, оскільки «це випромінювання може пошкодити космічний апарат і бути небезпечним для здоров’я космонавтів», – сказав Райзенфельд.

Однак кордони можуть не залишатися такими в довгостроковій перспективі. Райзенфельд зазначив, що існує кореляція між силою сонячного вітру і кількістю плям на Сонці. Сонячна пляма – це відносно темна пляма, яке тимчасово з’являється на поверхні Сонця в результаті сильних магнітних збурень всередині.

Щоб дізнатися більше про геліосферу, NASA планує запустити нову місію під назвою Interstellar Mapping and Acceleration Probe (IMAP) у 2025 році. Якщо все піде за планом, IMAP розкриє додаткові подробиці про взаємодію між сонячним вітром і космічною радіацією на краю Сонячної системи.