Вече разполагаме с триизмерна карта на границите на Слънчевата система.

Вече разполагаме с триизмерна карта на границите на Слънчевата система. И тя е невероятна.

За първи път астрономи съумяха да дефинират формата на хелиосферата – границата, маркираща мястото, където слънчевият вятър на нашата звезда към този момент не оказва въздействие. Откритието може да ни помогне да разберем по-добре средата на Самата слънчева система и метода, по който тя си взаимодейства с междузвездното пространство.

„ Физическите модели теоретизират границите от години – споделя астрономът Дан Райзенфийлд от националната лаборатория на Лос Аламос. – Това обаче е първият път, в който съумяваме в реалност да я измерим и да създадем нейна триизмерна карта. “

Всъщност и преди сме се срещали с покрайнините на хелиосферата – граница, известна повече като хелиопауза. И двете сонди „ Вояджър “, изстреляни преди повече от 40 години, към този момент минаха през нея по пътя си към междузвездното пространство.

Хелиопаузата е впечатляващо място. Слънцето изхвърля непрекъснато поток от заредени частици – свръхзвуков вятър от йонизирана плазма – в пространството. Малко по малко мощта на този вятър понижава и на несъмнено разстояние от звездата той към този момент не може да оказва задоволително мощен напън върху междузвездното пространство. Именно тук се намира хелиопаузата.

В междузвездното пространство няма изключително доста материал, само че този, който откриваме, е задоволително и е с ниска компактност на атомите. Съществува и галактически вятър, духащ сред звездите.

От много време насам учените разискват евентуалната форма на границата сред двете. Дали не е кръговиден мехур? Или пък наподобява по-скоро на комета с опашка, носеща се зад самата Слънчева система, до момента в който тя се движи към Млечния път? Или пък прилича великански кроасан?

Няма по какъв начин да прескочим до това място и да проверим. „ Вояджър 1 “ и „ Вояджър 2 “ се намираха надлежно на 121 и 119 астрономически единици* от Слънцето, когато доближиха хелиопаузата. И за това им бяха нужни цели десетилетия.

Това обаче не значи, че не можем да надникнем в нея. Райзенфийлд и екипа му използваха данни от спътника IBEX на NASA, намиращ се в орбитата на Земята – това е обсерватория, която мери частиците в много необятния временен регион сред вътрешната хелиосфера и външната среда.

Енергичните неутрални атоми (ENA) са част от тези частици. Те се генерират от конфликтите сред частици от слънчевия вятър и частици с този в междузвездното пространство. Силата на сигнала им зависи от силата на слънчевия вятър по време на конфликта – сходно напразно на Земята и този, приближаващ от Слънцето, не духа с една и съща активност.

За да картографират хелиопаузата, учените вземат решение да разкодират точно тези сигнали – това е почти по същия метод прилепите употребяват сонар, с цел да картографират света към себе си. Силата на сигнала и времето на закъснение сред изпращането и приемането може да разкрие формата и дистанцията на другите трудности.

„ “Сигналът “ на слънчевия вятър, изпратен от Слънцето, варира във връзка с мощ, той образува неповторим образец – изяснява Райзенфийлд. – IBEX ще разпознае същия този образец във връщащия се ENA сигнал (2-6 години по-късно) според от силата на ENA и посоката, в която IBEX гледа през хелиосферата. Именно чрез тази времева разлика ние открихме дистанцията до района на формиране на ENA в съответна посока. “

Екипът е употребявал данните от един цялостен безоблачен цикъл – от 2009-та до 2019-та. Генерираната по този метод карта е към момента приблизителна, само че все пак тя разкрива много забавни неща за хелиопаузата.

Източник: Los Alamos National Laboratory

Знаем да вземем за пример, че в края на краищата формата ѝ (анимирана по-горе) прилича малко на комета – с опашка, която е дълга най-малко 350 астрономически единици (това е сегашният предел на обсега на IBEX), макар че е невероятно да измерим дълбината на опашката. Не е изключено и да е напълно къса. От друга страна, минималната радиална отдалеченост до „ носа “ на хелиопаузата наподобява е към 110 до 120 астрономически единици, което съответствува с момента на пресичането ѝ от двете сонди „ Вояджър “.

При високите географски ширини хелиопаузата се простира на 150 до 175 астрономически единици. Това демонстрира, че формата прилича по-скоро на патрон и не съответствува с много странния кроасанов модел.

Мисията IBEX е към момента дейна и ще продължи най-малко до 2025 година Веднага по-късно щафетата ще се поеме Сондата за междузвездно картографиране и ускорение.

Екипът се надява, че и двете задачи ще дават повече данни, които да оказват помощ за прецизирането на формата на хелиопаузата.

Изследването е оповестено в The Astrophysical Journal Supplement Series .

*мерна единица за дължина, представляваща средното аритметично на минималното и оптималното разстояние на Земята до Слънцето