По следам Вояджеров: миссия New Horizons берет курс на границу гелиосферы

Автоматическая станция New Horizons, уже подарившая человечеству уникальные снимки Плутона и Аррокота, готовится к новой важной вехе. Ученые из Юго-западного исследовательского института (SwRI) представили прогноз, когда аппарат пересечет терминальную ударную волну — первую ключевую границу гелиосферы, огромного плазменного пузыря, создаваемого солнечным ветром. Результаты их работы, основанные на сложном моделировании, были опубликованы в двух научных журналах: Advances in Space Research и The Astrophysical Journal. Исследователи пришли к выводу, что это историческое событие может произойти уже в 2029 году, но не исключено, что оно затянется до 2040 года.

Гелиосфера, защищающая нашу планетную систему от большей части опасного галактического космического излучения, представляет собой динамичную и изменчивую структуру. Она формируется потоком заряженных частиц от Солнца и, подобно комете, имеет округлую головную часть и вытянутый хвост, хотя некоторые модели описывают ее форму по-другому.

Ее внешние рубежи, включая ударную волну, где солнечный ветер резко замедляется, сталкиваясь с межзвездной средой, и гелиопаузу, где он полностью останавливается, находятся в постоянном движении. Эта плазменная оболочка дышит, расширяясь в периоды высокой солнечной активности (солнечного максимума) и сжимаясь во время затишья (солнечного минимума), что создает значительные сложности для точного прогнозирования.

Команда ученых SwRI под руководством Джонатана Гассера применила оригинальный комплексный подход, чтобы преодолеть эту неопределенность. Они объединили прогнозы вариаций солнечного ветра с тремя различными типами моделей гелиосферы: простым стационарным приближением, аналитической гидродинамической моделью, учитывающей меняющееся давление солнечного ветра, и полноценной трехмерной магнито-гидродинамической симуляцией.

Это позволило исследователям не просто дать единую дату, а оценить весь возможный диапазон времени встречи космического аппарата New Horizons с ударной волной в носовой области гелиосферы, куда сейчас направляется зонд.

Ключевым выводом исследования является то, что пересечение границы вряд ли будет единичным событием. Учитывая циклический характер солнечной активности и пульсации самого гелиосферного пузыря, аппарат может несколько раз пересечь ударную волну туда и обратно на протяжении одного или нескольких лет.

Все это означает, что вместо одного драматичного момента ученым, возможно, предстоит наблюдать серию переходов, что потребует особой гибкости в планировании научной программы и сборе данных, чтобы максимально использовать уникальную возможность изучения этого загадочного региона.

Таким образом, New Horizons, следуя по пути пионеров Вояджеров, готовится стать третьим рукотворным объектом, который покинет пределы Солнечной системы. Главный результат исследования заключается в том, что он может достичь первой плазменной границы уже через несколько лет, а наиболее поздний прогнозируемый срок — 2040 год. Это открывает захватывающее окно возможностей для прямых измерений в области, где давление солнечного ветра сравнивается с давлением межзвездного вещества, что значительно углубит наше понимание того, как наша звезда взаимодействует с галактическим окружением.

Присоединяйтесь к нам в соцсетях