«Вояджеры» продолжают совершать открытия на краю Солнечной системы

Спустя более 40 лет с момента своего запуска, легендарные космические аппараты «Вояджер» все еще совершают открытия.

В новом исследовании группа физиков сообщает о первом обнаружении всплесков электронов космических лучей, ускоренных ударными волнами, возникающими в результате крупных вспышек на Солнце. Обнаружение, сделанное приборами на борту космических аппаратов «Вояджер-1» и «Вояджер-2», произошло, когда «Вояджеры» продолжили свое путешествие в межзвездное пространство, что сделало их первыми зондами, зафиксировавшим эту уникальную физику в межзвездном пространстве.

Эти недавно обнаруженные электронные всплески похожи на передовую охрану, ускоряемую вдоль силовых линий магнитного поля в межзвездной среде; электроны движутся почти со скоростью света, примерно в 670 раз быстрее, чем ударные волны, которые первоначально их двигали.

За всплесками последовали колебания плазменной волны, вызванные электронами с меньшей энергией, прибывшими к приборам «Вояджеров» несколько дней спустя, и, наконец, в некоторых случаях, сама ударная волна в течение месяца после этого.

Ударные волны исходили от корональных выбросов массы, выброса горячего газа и энергии, которые движутся наружу от Солнца со скоростью около полутора миллионов километров в час. Даже на таких скоростях ударным волнам требуется больше года, чтобы достичь «Вояджер-1», который находится от Солнца дальше (более 21 млрд км), чем любой объект, созданный руками человека.

«То, что мы видим, — это определенный механизм, посредством которого, когда ударная волна впервые касается силовых линий межзвездного магнитного поля, проходящих через космический аппарат, она отражает и ускоряет некоторые электроны космических лучей», — говорят ученые.

«Мы определили с помощью инструментов космических лучей, что это электроны, которые были отражены и ускорены межзвездными толчками, распространяющимися наружу от энергетических солнечных событий на Солнце. Это новый механизм».

Это открытие может помочь физикам лучше понять динамику, лежащую в основе ударных волн и космического излучения, исходящих от переменных звезд (которые могут кратковременно меняться по яркости из-за сильной активности на их поверхности). Физику таких явлений было бы важно учитывать при отправке астронавтов в длительные лунные или марсианские экспедиции.

Физики полагают, что эти электроны в межзвездной среде отражаются от усиленного магнитного поля на краю ударной волны и затем ускоряются движением ударной волны. Затем отраженные электроны вращаются по спирали вдоль силовых линий межзвездного магнитного поля, набирая скорость по мере увеличения расстояния между ними и ударной волной.

В 2014 году физики теоретически описали, как ионы, отраженные от ударных волн, могут ускоряться вдоль силовых линий межзвездного магнитного поля. В текущем исследовании рассматриваются всплески электронов, обнаруженные космическим кораблем «Вояджер», которые, как считается, ускоряются аналогичным процессом.

Результаты были опубликованы в Astronomical Journal.