Спасительный солнечный ветер
На краю нашей солнечной системы идет постоянная борьба между солнечным ветром и межзвездными лучами. Космический аппарат Voyager 2 прошел через линию фронта.
Поток горячих заряженных частиц, постоянно изливающийся из Солнца, омывает всю солнечную систему радиацией, делая невозможной жизнь на любой планете, не защищенной атмосферой.
В прямом и переносном смысле дует солнечный ветер — но, как показывают новые наблюдения с края нашей солнечной системы, он также защищает все, к чему прикасается, от еще более разрушительных сил межзвездного пространства.
Поскольку солнечный ветер течет на миллиарды километров во всех направлениях, он создает пузырь энергии, который окружает всю нашу солнечную систему. На краю этого пузыря, где солнечный ветер, наконец, сталкивается с мощными космическими лучами, проходящими через межзвездное пространство, находится горячая стена плазмы, называемая гелиопаузой.
Эта космическая граница расположена примерно на расстоянии в 120 астрономических единиц (1 а.е ~ 150 млн. км), где она помогает отклонять и ослаблять мощное излучение, испускаемое звездами и взрывами сверхновых.
Теперь, в серии исследований, опубликованных в журнале Nature Astronomy, астрономы впервые непосредственно проанализировали эту космическую границу, используя данные, собранные космическим кораблем Voyager 2, который прошел через гелиопаузу в межзвездное пространство.
В то время как Voyager 2 смог совершить плавный переход через гелиопаузу примерно за день, исследователи обнаружили, что плазменный барьер был значительно горячее и толще, чем предполагалось в предыдущих исследованиях, эффективно формируя физический экран между нашей солнечной системой и межзвездным пространством.
По словам соавтора исследования Эдварда Стоуна, астронома из Калифорнийского технологического института, который работал над программой Voyager с момента ее запуска в 1977 году, этот щит предотвращает проникновение около 70% космического излучения в нашу солнечную систему.
«Гелиопауза — это поверхность контакта, где сталкиваются два ветра — ветер солнца и ветер из космоса, который исходит от сверхновой, взорвавшейся миллионы лет назад», — сказал Стоун на пресс-конференции, посвященной новым исследованиям Voyager. «Только около 30% того, что находится вне пузыря, может попасть внутрь».
В ноябре 2018 года зонд НАСА Voyager 2 прошел гелиопаузу, став вторым искусственным объектом в истории, покинувшим нашу солнечную систему. (Его двойник, Voyager 1, стал первым в августе 2012 года — однако, Voyager 1 не смог точно проанализировать границу из-за неисправности датчика.)
Согласно информации, собранной Voyager 2 во время полета, температура в гелиопаузе достигла 31 000 градусов по Цельсию, что примерно вдвое больше, чем предсказывали предыдущие астрономические модели, что предполагает гораздо более сильное столкновение между солнечным ветром и космическими лучами, чем когда-либо предсказывали ученые.
В то время как горячая, толстая плазменная стена гелиопаузы защищает нашу солнечную систему от большинства вредных лучей, проникающих из внешнего космоса, исследователи также обнаружили, что границы гелиопаузы не так однородны, как предполагалось.
Край гелиопаузы, в конце концов, не является идеальным «пузырем», а содержит пористые отверстия, которые позволяют межзвездному излучению проникать в определенные точки.
Инструменты Voyager 2 обнаружили два таких отверстия на нашей стороне гелиопаузы, где уровни радиации резко возросли, а затем снова упали. В конце концов, когда уровни космической радиации взлетели и остались такими, стало ясно, что «Вояджер-2» вошел в новую область космоса, за пределами нашей солнечной системы.
Оболочка горячего заряженного потока частиц, защищающая нашу солнечную систему, может быть не идеальной, но, как подтвердил Voyager 2, она является частью того барьера, который отделяет наш космический дом от смертельного межзвездного излучения.