Граница гелиосферы нанесена на карту впервые

«Физические модели теоретизировали эту границу в течение многих лет», — сказал Дэн Рейзенфельд, ученый из Лос-Аламосской национальной лаборатории и ведущий автор статьи, опубликованной сегодня в Astrophysical Journal. «Но это первый раз, когда мы действительно смогли измерить его и составить трехмерную карту».

Схема нашей гелиосферы. Впервые ученые нанесли на карту гелиопаузу, которая является границей между гелиосферой (коричневый) и межзвездным пространством (темно-синий). Предоставлено: NASA / IBEX / Адлерский планетарий.

Гелиосфера — это пузырь, созданный солнечным ветром, потоком в основном протонов, электронов и альфа-частиц, который распространяется от Солнца в межзвездное пространство и защищает Землю от вредного межзвездного излучения.

Райзенфельд и группа других ученых использовали данные спутника НАСА, вращающегося вокруг Земли Interstellar Boundary Explorer (IBEX), который обнаруживает частицы, исходящие из гелиооболочки, пограничного слоя между Солнечной системой и межзвездным пространством. Группе удалось нанести на карту край этой зоны — регион, который называется гелиопауза. Здесь солнечный ветер, который устремляется в межзвездное пространство, сталкивается с межзвездным ветром, который устремляется к Солнцу.

Для этого измерения они использовали технику, аналогичную тому, как летучие мыши используют гидролокатор. «Так же, как летучие мыши излучают импульсы сонара во всех направлениях и используют обратный сигнал для создания мысленной карты своего окружения, мы использовали солнечный ветер, который исходит во всех направлениях, для создания карты гелиосферы», — сказал Райзенфельд. .

Они сделали это, используя спутник IBEX измерения энергичных нейтральных атомов (ENA), которые возникают в результате столкновений между частицами солнечного ветра и частицами межзвездного ветра. Интенсивность этого сигнала зависит от интенсивности солнечного ветра, ударяющего по гелиооболочке. Когда волна попадает в оболочку, счетчик ENA увеличивается, и IBEX может ее обнаружить.

«Сигнал солнечного ветра, посылаемый Солнцем, различается по силе, образуя уникальный узор», — пояснил Райзенфельд. «IBEX увидит ту же самую картину в возвращающемся сигнале ENA через два-шесть лет, в зависимости от энергии ENA и направления, в котором IBEX смотрит через гелиосферу. Эта разница во времени — это то, как мы нашли расстояние до области источника ENA в определенном направлении ».

Затем они применили этот метод для построения трехмерной карты с использованием данных, собранных за полный солнечный цикл с 2009 по 2019 год.

«Делая это, мы можем видеть границу гелиосферы так же, как летучая мышь использует сонар, чтобы« видеть »стены пещеры», — добавил он.

Причина, по которой сигнал возвращается на IBEX так долго, заключается в огромных расстояниях. Расстояния в солнечной системе измеряются в астрономических единицах (а.е.), где 1 а.е. — это расстояние от Земли до Солнца. Карта Райзенфельда показывает, что минимальное расстояние от Солнца до гелиопаузы составляет около 120 а.е. в направлении, обращенном к межзвездному ветру, а в противоположном направлении оно простирается по крайней мере на 350 а.е., что является пределом расстояния для метода зондирования. Для справки, диаметр орбиты Нептуна составляет около 60 а.е.

Эдди Гонсалес-младший MessageToEagle.com